针对大规模无线传感器网络在其传输受限的应用环境下，提出一种基于精细化梯度层次场的有效路由算法（FGLRA）。该算法通过邻居节点集中低层次节点数来刻画节点在层次内的边界位置，实现精细化梯度层次场要求。在此基础上，描述了路由算法的总体框架，并对边界位置值确定、下一跳节点集选择、路由转发机制及数据回传4个关键部分进行了详细分析设计。最后，通过不同规模环境下的仿真模拟，并与融合树、位置辅助等路由算法进行了相关比较。结果表明，该路由算法能有效降低网络能耗、均匀网络负载、延长网络生命周期。