传感器网络是无人探测区域的新型信息获取系统,在重要基础设施安全、大型社会活动反恐防爆、高危行业安全探测以及国土防空等方面具有重要作用。发展和应用传感器网络实现对区域近距离监视、侦察、目标定位、识别和跟踪是区域信息获取非常重要的手段。在实际传感器网络应用中,传感器网络自身规模大,传感器节点能量、计算能力、通信能力和感知能力等方面受限,人们对实际监控环境的认知有限,网络拓扑动态变化,模型与其参数值的选择与实际情况存在偏差等等,所有这些因素会使得所形成的自组织网络信息获取与网络拓扑具有一定的随机性和模糊性,导致信息获取的不完整。尤其是传感器位置信息、网络拓扑和感知能力都带有一定的不确定性,自身所形成的自组织网络信息往往不能精确测量。利用传统几何理论分析方法来解决传感器网络中的这些不确定问题存在很大的局限性。正是在这一背景下,本文针对面向目标检测、定位和跟踪的传感器网络所遇到的不确定覆盖和定位问题,提出了一种新的模糊信息处理分析方法,从信息学角度出发,给出了自组织网络不确定信息的模糊度量,并研究了其模糊几何性质,为建设部署实用传感器网络做理论性探讨。全文由六章构成,各章内容安排如下:第一章简要介绍了本文研究的背景、意义、传感器网络及其特点;概述了传感器网络的国内外研究现状、传感器网络覆盖问题相关的研究现状、传感器网络定位问题相关的研究现状,最后给出了本文的主要研究成果和全文的内容安排。第二章在模糊平面几何理论的基础上,提出了模糊n维几何分析方法,包括Rn(n≧1)空间中的模糊点、模糊点间的距离、模糊向量、模糊线、模糊二次超曲面等,并探讨了其相关几何性质。在此基础上,提出了在模糊线性观测轨迹、模糊三角形观测结构、正规模糊椭圆观测轨迹情况下仅含有方位角信息的传感器网络被动目标模糊几何定位算法;提出了R3空间运动状态下的被动目标模糊几何定位算法,通过在固定时间间隔测量被动目标的模糊方位角、俯仰角以实现R3空间中被动目标包含模糊坐标和运动速度的四维定位。第三章介绍了Sugeno测度基本概念和性质,在此基础上提出了基于Sugeno测度的传感器网络信息覆盖分析方法,利用两节点间的相互作用提出了周界覆盖分析方法,给出了蜂窝网状部署情况下的信息覆盖分析,最后提出了基于Sugeno测度的传感器网络最佳情况模糊信息覆盖路径分析方法。第四章介绍了Sugeno测度空间上随机变量的数字特征,在此基础上将学者Amari提出的统计流形从概率测度空间推广到Sugeno测度空间,提出了一种基于Sugeno测度的模糊流形分析方法,包括Sugeno模糊模型的基本微分几何结构,模糊流形中的切空间、黎曼度量。最后提出了基于信号强度的Sugeno模型匹配定位算法。第五章提出了传感器网络的模糊信息覆盖模型,定义了信息强度隶属函数和融合算子,给出了确定部署和随机部署情况下的模糊信息覆盖分析;提出了传感器网络高阶模糊信息覆盖分析方法;利用Voronoi图和Delaunay图对传感器网络的最佳与最坏情况模糊信息覆盖进行了理论分析。第六章总结全文工作,并对该领域相关问题进行了展望。