新世纪以来,综合了嵌入式计算、传感器、射频芯片、无线通信和分布式信息处理等技术的无线传感器网络(Wireless Sensor Network, WSN)产业悄然兴起。WSN被广泛地运用于生态环境、医疗、智能家居和交通、军事、工农业等各行各业,有关WSN的各种技术成为近年来的研究热点。传感器节点定位技术是WSN的核心支撑技术之一。WSN自定位算法主要分为基于测距(Range-based)和非基于测距(Range-free)两大类。由于Range-free相对于Range-based定位算法成本低、开销小,并且定位精度也满足应用要求,所以Range-free定位算法越来越受业界的关注。首先,简要介绍了WSN的背景、发展与研究现状,阐述了WSN系统组成、传感器节点和网络体系结构,介绍了WSN特点和定位算法性能评估以及节点位置估算的基本方法。其次,介绍了几种典型的非基于测距定位算法,仿真分析了质心定位算法、DV-HOP定位算法、APIT定位算法和PPIT定位算法的性能,对定位误差随信标节点、节点分布、节点密度变化的性能进行了对比。最后,针对非基于测距定位算法中的APIT定位算法进行重点研究,该算法相对于PPIT定位算法的定位误差差距主要是因为在近似三角形内点测试时会出现In-To-Out错误和Out-To-In错误。这里首先介绍了有关同平面三角形与点关系的定理,利用此定理实现节点定位。仿真结果表明该算法不会出现In-To-Out错误,但会出现Out-To-In错误且比较大,导致定位误差比APIT定位算法还大。随后,将该定理应用到APIT算法的近似三角形内点判断中,提出改进算法IAPIT,该算法增加了点在三角形内或外的判断成功率。仿真结果表明IAPIT算法的In-To-Out错误和Out-To-In错误减少,进而定位误精度得到改善。另外,IAPIT算法比起原APIT算法在恶劣环境下适用性更强,不足的是通信能耗有所增加。最后针对IAPIT算法在信标节点较多时计算量较大的问题提出优化算法IAPIT+,仿真结果显示IAPIT+算法计算量减少了。