核能需求量不断增加使得铀矿开采量攀升,铀尾矿库作为铀尾矿渣主要的存储场所具有大量放射性核素,铀尾矿库裸露在大气中,雨水的冲刷可能会发生溃坝、核素泄露、雨水漫顶等,给下游居民区带来了很大的辐射危害,因此对库坝自身安全及坝体周边的相关安全参数和核素渗漏迁移进行实时性、动态性的安全监测具有重要意义。现有的铀尾矿库安全监测形式多是采用布设电缆形成分布式监测结构,这种监测结构存在许多不足,无法满足铀尾矿库实时性、动态性监测的要求。新型的无线传感器网络(WSN)通过多跳自组网形式不仅可以满足铀尾矿库安全监测要求,还能很好的应对其复杂的环境条件。本文将采用无线传感器网络(WSN)对铀尾矿库进行实时性、动态性的安全监测,结合铀尾矿库安全监测的需求,对无线传感器网络应用于其中的定位技术展开研究,主要研究工作包括下面三个方面:(1)针对铀尾矿库安全监测需求进行分析。铀尾矿库的环境条件与普通地面环境相差较大,其环境恶劣,库区面积巨大,节点监测多样化,具有布设密度大、通信距离短、有盲区等特点,距离有关的算法需要采用一些硬件设施,在铀尾矿库中,无法使用这些硬件设施,所以必须采用距离无关定位算法,同时为了防止监测盲区和延长网络生命周期,需要对节点冗余布设。针对铀尾矿库环境特点设计了一种包括数据传输算法和监测定位的无线传感器网络定位技术;(2)提出一种铀尾矿库无线传感器网络安全监测数据传输算法。对传感器网络进行非均匀分簇,并建立数据传输路径选取规则。利用熵权-层次分析法对簇首选取的三个指标因子分别确定其综合权重,虽然铀尾矿库中节点一般冗余布设,但是某个节点一直承担过重任务直至死亡会不利于整个网络生命周期,因此需要设定阈值,综合分析某节点,达到阈值后更换新节点作为簇首节点。以簇首节点为中心分成大小不均的簇,簇间数据传输的方式是以簇间重叠区域中节点作为数据传输中转节点,相邻中转节点无法通信则以簇首节点作为数据中转节点,这种方式可以很好减轻簇首节点的负担,通过上述可完成数据传输、均衡网络能耗,延长网络监测时长;(3)提出铀尾矿库无线传感器网络安全监测的定位算法。节点间的距离通过接收的信号强度指示值和自由衰减模型获得,根据无线信号传输过程中信号衰减导致的测距精度差问题,采用一种秩滤波算法。通过建立接收的信号强度指示实际应用中的模型,通过时间和测量更新、矩阵运算等获得处理后的接收的信号强度指示值,并对秩滤波算法的性能及测距进度进行仿真分析,性能优势明显。确定节点间距离后,传统基于接收的信号强度指示值的定位算法是采用极大似然估计法来估计得到节点的坐标,仿真实验证明节点坐标定位误差较大,无法满足实际应用需要,故采用裴波那契树优化算法来优化节点定位。首先将定位问题转化为最优化问题,以极大似然估计法确定适应度函数和约束条件,基于裴波那契树理论建立定位搜索模型,以两个搜索规则进行迭代。通过上述优化以提高节点定位精度。综合以上主要工作内容,构建了数据传输性能好、网络监测周期长、定位精度高且可以对铀尾矿库进行实时性、动态性检测的无线传感器网络系统。