可測(cè)距無(wú)線傳感網(wǎng)的定位算法研究.pdf

1、無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)是由大量的廉價(jià)微型傳感器節(jié)點(diǎn)組成的一個(gè)新型多跳網(wǎng)絡(luò)，由于其廉價(jià)性、魯棒性和自組織性等一系列優(yōu)點(diǎn)，被廣泛用于軍事國(guó)防、災(zāi)難救援、智能交通和醫(yī)療衛(wèi)生等領(lǐng)域。在這些現(xiàn)實(shí)應(yīng)用領(lǐng)域中，只有結(jié)合位置信息的傳感數(shù)據(jù)才有實(shí)際意義，因此傳感器節(jié)點(diǎn)定位技術(shù)是無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵，定位算法精度優(yōu)化是無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)研究領(lǐng)域的重要熱點(diǎn)。
　　二十世紀(jì)以來，國(guó)內(nèi)外研究學(xué)者提出了一系列節(jié)點(diǎn)定位算法，這些算法大多采用判定、循環(huán)、加權(quán)等方法，一般從TO

2、A值、NLOS環(huán)境判別、節(jié)點(diǎn)信任度等方面來提高節(jié)點(diǎn)的測(cè)距和定位精度，目前還沒有利用測(cè)距誤差與定位誤差兩者之間的關(guān)系或者利用基于測(cè)距的定位誤差模型來提高定位精度的算法，且現(xiàn)有的算法大多在實(shí)際應(yīng)用中還存在定位精度低、算法復(fù)雜度高和功耗大等問題。本文從實(shí)際定位系統(tǒng)中的測(cè)距、節(jié)點(diǎn)自身定位、定位精度優(yōu)化三大模塊出發(fā)，利用極大似然算法公式推導(dǎo)出測(cè)距誤差與定位誤差之間的關(guān)系，并在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了一種更實(shí)用、更高效的定位算法。本文主要研究?jī)?nèi)容包括：

3、>　　綜合比較了五種經(jīng)典的可測(cè)距（range-based）定位算法，并在此基礎(chǔ)上分析了range-based的研究現(xiàn)狀與節(jié)點(diǎn)定位算法研究方向，并運(yùn)用極大似然定位方法推導(dǎo)出基于測(cè)距誤差與定位誤差之間的關(guān)系，并提出了一種基于測(cè)距的定位誤差模型。
　　根據(jù)基于測(cè)距的定位誤差模型和幾種主要的基于超寬帶的測(cè)距誤差模型，設(shè)計(jì)出一種針對(duì)DDP（Dominant Direct Path）、NDDP（Non-Dominant direct path

4、）以及UDP（Undetectable direct path）三種環(huán)境下定位誤差修正方案，并給出了改進(jìn)算法的具體步驟及流程，并分析了改進(jìn)算法的定位精度。
　　運(yùn)用MATLAB仿真軟件對(duì)改進(jìn)定位算法作了性能驗(yàn)證分析。仿真結(jié)果表明，相對(duì)于傳統(tǒng)定位算法，在100m*100m的方形監(jiān)測(cè)區(qū)域，該算法在NDDP環(huán)境下可最大程度地減小近100cm定位誤差，平均的定位精度最高比傳統(tǒng)的提高13.5％，且定位誤差均值小于0.25m；在UDP環(huán)境下，