無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)非視距定位技術(shù)研究.pdf

1、無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)是集傳感器技術(shù)、微機(jī)電技術(shù)、現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)與無(wú)線通信技術(shù)于一體的綜合智能信息處理平臺(tái)，具有廣闊的應(yīng)用前景，其發(fā)展和應(yīng)用將會(huì)給人類生活和生產(chǎn)的各個(gè)領(lǐng)域帶來(lái)深遠(yuǎn)的影響。由于傳感器節(jié)點(diǎn)在部署時(shí)的不可控制性，網(wǎng)絡(luò)中大多數(shù)節(jié)點(diǎn)位置不能事先確定，而無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的大量應(yīng)用都需要網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)的地理位置信息，從而獲知信息來(lái)源的準(zhǔn)確位置。
　　 節(jié)點(diǎn)定位是無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)眾多應(yīng)用的基礎(chǔ)，定位精度是其關(guān)鍵性能指標(biāo)之一。盡管理論上使用測(cè)距技術(shù)能提

2、高定位精度，但節(jié)點(diǎn)間的距離測(cè)量容易受多徑、非視距傳輸、多址干擾等因素的影響。距離測(cè)量誤差包含測(cè)量噪聲和非視距誤差兩部分，其中非視距誤差是位置估計(jì)的主要誤差來(lái)源。節(jié)點(diǎn)精確定位面臨的一個(gè)主要問(wèn)題是信號(hào)的非視距傳播。本文圍繞無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)定位問(wèn)題，致力于克服非視距環(huán)境下的定位誤差及其在無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)定位過(guò)程中的傳播累積，主要工作概括如下：
　　 本文在分析非視距誤差抑制技術(shù)的基礎(chǔ)上，提出了一種新的殘差加權(quán)定位算法。與典型的Rwgh

3、定位算法相比，本算法沒有計(jì)算全部可能的測(cè)量值組合，而是從每一步中選擇殘差最小的組合計(jì)算，不僅可以減少計(jì)算量，而且可避免大量較高殘差的位置估計(jì)對(duì)定位精度的不利影響，另外本算法采用改進(jìn)的LLS法計(jì)算節(jié)點(diǎn)的中間坐標(biāo)，進(jìn)一步提高定位精度。
　　 針對(duì)殘差加權(quán)算法需要至少四個(gè)以上的鄰居錨節(jié)點(diǎn)，WLS算法只能通過(guò)經(jīng)驗(yàn)公式修正NLOS誤差問(wèn)題，本文提出了一種基于距離幾何的定位算法。算法將位置估計(jì)轉(zhuǎn)化為約束優(yōu)化問(wèn)題，引入測(cè)量距離比例因子修正目標(biāo)

4、函數(shù)，利用距離幾何定理和節(jié)點(diǎn)間的幾何關(guān)系，構(gòu)造距離誤差優(yōu)化約束函數(shù)，通過(guò)尋優(yōu)來(lái)校正距離測(cè)量值，使其更加接近于視距環(huán)境下的測(cè)量值，達(dá)到抑制NLOS誤差的目的。
　　 大規(guī)模無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中，為了降低成本，需減小錨節(jié)點(diǎn)比例，但會(huì)降低節(jié)點(diǎn)的定位覆蓋率，將已定位的普通節(jié)點(diǎn)上升為錨節(jié)點(diǎn)，又會(huì)帶來(lái)誤差累積問(wèn)題。為此，本文提出了一種新的大規(guī)模無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)分布式定位方法，該算法通過(guò)多跳距離測(cè)量，提高定位覆蓋率，設(shè)置置信因子門限值，抑制誤差的累