近年来,随着电子技术及通信技术的迅速发展,无线传感器网络（简称为无线传感网）因其组网灵活和部署方便应用范围不断扩大,被广泛应用于军事、环境、市政、防灾、安全、家居、交通、制造、医疗等领域。无线传感网是由大量能量受限、低功耗、低能量消耗的传感器节点构成的,传感器节点具有计算与通信能力均受限、维护更新难度大以及节点寿命有限等显著特征。节点的精确位置信息对于灾难救援与目标跟踪、网络路由协议与通信组网、人员与物品定位等应用都至关重要,缺少位置信息的应用将会变得毫无意义。因此,如何精确获取节点的位置信息成为无线传感网诸多应用的基础与前提,也是一个难点问题。本论文针对无线传感网中的节点高精度定位问题和现有算法的不足,分别结合静态节点定位与动态节点定位两大类核心任务展开研究,重点突破节点定位的高精度、低功耗、高效率等难点的限制,具有一定的理论意义与实际应用价值。论文主要研究内容如下:首先,针对无线传感网静态节点定位中低锚节点部署、低节点密度分布等问题,设计了一种静态节点定位模型,提出一种基于节点共享机制的最优距离估计方法和一种能够适用于真实场景的基于最优距离估计的三维静态节点定位算法。结合真实应用场景需求,考虑三维静态节点分布式、非测距的网络环境,通过获取网络连接度等非复杂网络信息,对于无线传感网中任意两个节点,采用设计的定位模型求解多跳范围内两节点间的共享中继节点,根据节点间的几何关系与概率分布,精确求解节点间的最优距离;重点研究节点能量受限条件下,三维静态节点低复杂度的定位问题,包括低计算复杂度、低通信复杂度等要求。其次,针对大尺度、高动态条件下的动态节点定位问题,构建了三维节点运动模型及运动状态精确表征方法,提出一种空间节点随机运动模型及粒子群优化机制和一种基于蒙特卡洛-改进粒子群的混合式移动节点定位算法。通过设计随机路径点运动模型,建立自适应锚节点选择算子,重新设计了符合三维动态环境的目标函数,基于提出的模型及优化机制,解决强随机、复杂网络条件下,三维运动节点高精度、实时定位的难题;结合蒙特卡洛算法与粒子群算法的优点,克服两种算法的不足,有效提高了移动节点的定位精度和定位效率。最后,针对静态/动态条件下三维节点定位算法实现的硬件平台问题,为了更好地开展算法测试、验证与分析,结合定位模型中两种不同的锚节点分布形式,设计了节点定位原型系统整体架构;在此基础上采用CC2530为主控芯片并辅以外围电路,结合现有且较成熟的Z-Stack协议栈,利用ZigBee通信协议构建了真实场景下的小型无线传感器网络。基于该无线传感器网络搭建了节点定位原型系统,并在实际室内空旷环境下进行了静态/动态节点定位算法实验。实验结果表明,本文提出的无线传感网静态/动态节点高精度定位算法在定位率、定位精度以及定位效率等方面达到预期,与理论仿真分析结果保持一致,能够满足实际应用的需求。