无线传感器网络(Wireless Sensor Networks,WSNs)由随机分布的集成了传感器、数据处理单元和通信模块的微小节点通过自组织的方式构成。它借助于节点中内置的形式多样的传感器,协作地实时监测、感知和采集各种环境或监测对象的信息,对这些信息进行处理,并通过无线和自组多跳的网络方式,将获取到的信息送到终端用户,实现了物理世界、计算机世界和人类社会的有效连通。在无线传感器网络采集和处理信息的过程中,信息必须与节点的位置绑定,这些信息才有意义,所以定位技术是无线传感器网络的支撑技术之一。新的应用环境特别是水下三维环境给无线传感器网络定位技术带来了新的挑战。且由于开放的无线环境及节点缺乏物理保护等因素,安全成为影响无线传感器网络定位技术的关键因素之一。针对无线传感器网络应用于水下三维环境的定位技术及无线传感器网络定位技术中的安全问题,本文展开了深入的研究。水下无线传感器网络(Underwater Wireless Sensor Networks,UWSNs)的特殊环境给节点定位带来很大的挑战。本文通过对水下三维定位进行研究,将深度信息应用于定位技术,考虑水下时钟同步的困难性,提出了一种不依赖于时钟同步的到达时间差测距方法—TBLT(Time-Difference-of-Arrival based on local time),并在此基础上提出了一种新的水下三维定位算法—NLSBT(a new localizationscheme based on TBLT)。NLSBT算法结合深度信息与投影技术,利用两个同时移动的锚节点,使三维定位转换为平面定位,然后利用同一平面上两圆位置关系获得节点的位置。该算法不依赖于节点的连通度与锚节点数,节点之间不需通信,只需侦听信标信息,因而非常节能。通过理论分析和在matlab上的仿真实验结果表明,与已有的算法相比,NLSBT具有存储、计算与通信开销小,水下环境中鲁棒性好等优点。由于无线传感器网络中定位技术和其他技术一样也存在着安全问题,面临内部攻击与外部攻击,特别是对硬件的攻击。本文对定位技术中存在的攻击进行了分析,综述了现有的安全定位技术。对APS(AD Hoc Position System)中的DV-Hop算法的安全问题进行了研究。DV-Hop算法通过数据包交换利用跳数来估计到已知位置节点的距离,其成本低,非常适合于资源有限的网络。但其设计之初并没有考虑安全问题。在已知的攻击方法中虫洞(Wormhole)攻击是一种非常简单并容易实施的攻击方法,它不需要修改数据包就能使相距甚远的节点直接通信。虫洞攻击会导致DV-Hop算法失效。本文对DV-Hop中的虫洞攻击进行了讨论,并提出了一种新的防御虫洞攻击的定位方案—DWDV(Defending wormhole attack inDV-Hop)。在基于OMNET++的positif2.0上仿真的实验结果表明该算法只需少量计算开销就能有效地防御虫洞攻击,使得节点取得有效的位置。