三维有向传感器网络是无线传感器网络(Wireless Sensor Networks,WSN)的一种特殊形式,具备WSN低成本、低功耗、大数量级的特点,同时结合三维环境特征和传感器有向性,在特殊环境监测和紧急事件救援等实际应用中具有重要意义。空中传感器网络(Airborne Wireless Sensor Network,AWSN)作为一种典型代表,将无线网络与微型飞行器技术相结合,构成空中感知网络体系。异构网络组成意味着复杂度的提高,但对于未来应用发展来说更加符合实际环境。传感器网络的重要研究方向之一是部署问题研究。实现对目标的及时有效覆盖是传感器网络部署问题研究的主要目的,也是关系到传感器网络体系能够实行有效监测的重要前提。因此,提出合理的无线传感器网络节点感知模型与无线传感器网络覆盖机制显得十分重要。基于上述内容,本课题围绕有向异构传感器网络的部署问题,完成了如下工作:(1)三维有向异构传感器网络部署问题研究。首先,介绍传统三维传感器节点感知模型及其在部署过程中的缺点。接下来介绍了改进的三维有向传感器节点感知模型,并分析了异构传感器节点在完成区域部署时产生的相互影响。基于上述模型概念,提出了基于三维空间的有向异构传感器网络部署算法,并通过计算机仿真实验实现算法的部署结果。(2)面向大型目标的部署问题研究。针对三维空间环境中立体目标的体积与形状的多样性和复杂性,将目标简化为多个具有一定体积(少量有向传感器网络节点无法完成覆盖)且表面积连续的单一目标的覆盖问题,提出了面向大型目标的有向异构传感器网络部署算法,通过对比分析可知,算法在节约能耗、覆盖能力和覆盖效率上均有较大提升。(3)面向复杂路径的部署问题研究。针对三维空间环境中复杂地形的覆盖部署问题,采用部署路径实现对复杂地形的均匀覆盖,以达到传感器节点对空间地形的快速部署,提出了面向复杂路径的有向异构传感器网络部署算法,通过对比分析可以得出在同等资源条件下,算法对部署路径的覆盖质量完成更优。(4)面向动态目标的部署问题研究。针对三维空间环境中可移动目标的移动方位未知性,介绍了传统的传感器网络部署算法无法应对动态目标的缺点以及动态目标可能带来的碰撞问题。基于上述问题,提出了面向动态目标的有向异构传感器网络部署算法,对比分析可知,算法对动态目标保有更加稳定高效的覆盖部署。