无线传感器网络由于具有成本低、易于部署、自组织等特点受到了广泛的关注,并且在军事、环境、家居和工业监测等方面得到了很好的应用。认知无线传感器网络利用动态频谱接入技术可以使无线传感器节点选用高质量的信道,发现并扩展传感器网络的可用频段,提升传统无线传感器网络的抗干扰能力和频谱利用能力。合作频谱感知作为认知无线传感器网络频谱发现和利用的基础和前提,感知精度将直接影响动态频谱接入和切换技术的应用,因此受到学术界和工业界的广泛关注。频谱使用的分布图谱能够很好的为认知无线传感器网络提供频谱复用指导。论文从频谱信号分布图谱生成出发,充分利用传感器网络的协作能力和分布式计算能力,研究了分布式一致性合作感知算法。针对合作感知中的数据篡改攻击,设计了确保感知精度的安全防御机制。论文首先研究了认知无线传感器网络中频谱信号分布的分布式一致性合作感知算法,将频谱信号的合作感知扩展到分布式认知无线传感器网络中。利用基函数分解来将函数逼近问题转化成为系数向量的估计问题,并且利用模型选择来提高感知结果的泛化能力。通过引入辅助变量对问题进行完全解耦,最终利用交替乘子法得到分布式一致性的算法。仿真表明算法可以达到与集中式算法同样的感知性能。针对频谱信号分布的合作感知过程中的数据篡改攻击,设计了双层处理机制的安全算法。上层有效数据筛选机制通过分析观测数据之间的联系,以预先布置的可信节点的观测值为基准,构造可信度指标并且据此进行来对篡改数据进行检测和排除,筛选出有效数据集合。下层安全数据融合机制通过利用有效数据集中恶意数据的稀疏特性,引入相应约束条件,可以实现在对恶意数据的进一步检测和排除的同时消除这些恶意数据对最终估计结果的影响,得到准确的频谱信号分布感知结果。