水下无线传感器网络作为海洋勘测、数据收集、自然灾害预测的重要设施之一,广泛应用在水下领域。水下传感器节点定位作为水下无线传感网在各领域的应用基础而备受关注。现如今,由于复杂的水下环境,水下节点定位仍面临节点定位率低、时间同步、定位精度差和节点移动性等诸多挑战。因此,基于水下无线传感器网络的节点定位算法极具研究价值和意义。本文首先介绍了水下无线传感器网络的网络结构以及各组成部分功能、基于水下无线传感器网络的节点定位算法分类、经典水下节点定位算法、水下节点定位的挑战以及算法评估准则。基于相关内容概述,本文提出两种水下节点定位算法,分别适用于大规模水下无线传感网的节点定位和水声传播分层现象下的静态节点高精度定位。从三维大规模水下无线传感器网络应用角度出发,本文提出一种无需时间同步的移动辅助定位算法。所提算法考虑了普通节点的水下漂移状态,并采用随机游走模型作起节点运动模型。算法第一阶段,依据监测区域大小和锚节点初始通信半径来规划部署监测区域内的锚节点。建立锚节点与普通节点之间投影距离与时间差的关系表达,实现无需时间同步测距。第一阶段已被定位的普通节点进行置信度筛选转换为新参考节点参与第二阶段普通节点定位。算法第二阶段,利用双向到达时间算法对普通节点与新参考节点实现测距。算法中均采用最小二乘法估计节点位置。仿真结果表明,该算法无需时间同步且具有较高的节点定位率,相比于其它算法降低了锚节点密度、锚节点能耗以及节点定位成本。从普通节点高精度定位的角度出发,本文提出一种基于粒子群优化的高精度节点定位算法。所提算法从两个方向提高节点定位精度。一是针对水下声线传播分层现象,利用声线补偿算法修正普通节点与锚节点之间的投影距离。二是利用改进的粒子群算法与遗传算法互补结合,相比于传统粒子群算法提高了水下节点定位精度。仿真实验环节,本文从节点定位率、算法收敛性、粒子收敛效果、平均节点定位误差、平均通信开销等方面验证所提算法的优越性。实验结果表明,该算法针对水声传播分层现象下的三维静态节点,具有较高的节点定位精度。