基于测距的无线传感器网络的定位算法的研究.pdfVIP

第 39卷 第6期 航 空 计 算 技 术 Vo1．39No．6 2009年 11月 AeronauticalComputingTechnique NOV．20o9 l 基于测距的无线传感器网络的定位算法的研究 刘 瑾 静 (南京航空航天大学 金城学院，江苏 南京 210016) 摘 要：无线传感器网络作为一全新的信息获取和处理技术，在国防、工农业、环境监测等众多领域 都有着重大的应用价值和科研价值。而节点定位信息在无线传感器网络中是一项必需的基础信 息。针对基于测距的定位算法进行研究，将算法分成三种情况进行讨论，并提 出一种新的角度权值 定位算法，仿真实验表明算法具有较高的定位精度。 关键词 ：无线传感器 网络 ；角度权值 ；定位算法 中图分类号：0242 文献标识码：A 文章编号：1671—654X(2009)06—0124—03 引言 点的坐标。三边测量法 的原理如 图 1所 示，公式 如 (1)。 无线传感器网络 (WirelessSensorNetwork，WSN) 是将大量低成本 、低功耗的微型无线传感器布置或抛 撒到感兴趣的区域，传感器通过 自组织快速形成的一 种分布式网络，在军事和民用领域都具有广阔的应用 前景 。 在无线传感器网络的各种应用 中，大多数需要确 定事件发生的位置，或者需要对 目标进行跟踪，它要求 节点给探测到 的数据打上位置标志。另外 ，如果要确 图 1 三边测量法图示 定整个网络的覆盖范围，也需要知道节点位置信息。 最后，许多无线传感器网络路由协议也是基于节点位 置信息的。所以，节点定位技术在无线传感器网络 中 d1：~／(—o)+(Y—Yo) 占有重要地位，目前己经成为一个非常重要，而且很活 d：=~／(— )+(Y—Y) (1) 跃的研究领域 。‘ d3=~／(—2)+(Y—Y2) 1．2 已知多个锚节点的定位算法 1 基于测距的定位算法 当待定位节点知道在无线射程内多个锚节点的坐 本节主要是对有锚节点(锚节点，是指专 门配置的 标和待定位节点到锚节点的距离，可以直接利用坐标 一 些特殊节点，它们通过 GPS或者其它方法在定位前 计算的基本方法 —— 最大似然估计法_4来计算待定 就己经知道 自己的位置)的基于测距 的定位算法进行 位节点的坐标。 研究，当锚节点密集时，定位算法可分成三种情况，分 别对这三种情况进行讨论。在这我们首先假设无线传 感器网络的每个节点都具有测距功能，通过 TDOA或 RSSI测距技术测量节点之间的距离。 1．1 已知三个锚节点的定位算法 当待定位节点知道在无线射程内三个锚节点的坐 标和待定位节点到锚节点的距离，我们可以直接利用坐 标计算的基本方法—— 三边测量法 来计算待定位节 图2 锚节点分布 的两个特例 收