可測距無線傳感網(wǎng)的定位算法研究.pdf

1、無線傳感器網(wǎng)絡是由大量的廉價微型傳感器節(jié)點組成的一個新型多跳網(wǎng)絡，由于其廉價性、魯棒性和自組織性等一系列優(yōu)點，被廣泛用于軍事國防、災難救援、智能交通和醫(yī)療衛(wèi)生等領域。在這些現(xiàn)實應用領域中，只有結合位置信息的傳感數(shù)據(jù)才有實際意義，因此傳感器節(jié)點定位技術是無線傳感網(wǎng)絡的關鍵，定位算法精度優(yōu)化是無線傳感器網(wǎng)絡研究領域的重要熱點。
　　二十世紀以來，國內(nèi)外研究學者提出了一系列節(jié)點定位算法，這些算法大多采用判定、循環(huán)、加權等方法，一般從TO

2、A值、NLOS環(huán)境判別、節(jié)點信任度等方面來提高節(jié)點的測距和定位精度，目前還沒有利用測距誤差與定位誤差兩者之間的關系或者利用基于測距的定位誤差模型來提高定位精度的算法，且現(xiàn)有的算法大多在實際應用中還存在定位精度低、算法復雜度高和功耗大等問題。本文從實際定位系統(tǒng)中的測距、節(jié)點自身定位、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出測距誤差與定位誤差之間的關系，并在此基礎上設計了一種更實用、更高效的定位算法。本文主要研究內(nèi)容包括：

3、>　　綜合比較了五種經(jīng)典的可測距（range-based）定位算法，并在此基礎上分析了range-based的研究現(xiàn)狀與節(jié)點定位算法研究方向，并運用極大似然定位方法推導出基于測距誤差與定位誤差之間的關系，并提出了一種基于測距的定位誤差模型。
　　根據(jù)基于測距的定位誤差模型和幾種主要的基于超寬帶的測距誤差模型，設計出一種針對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，并給出了改進算法的具體步驟及流程，并分析了改進算法的定位精度。
　　運用MATLAB仿真軟件對改進定位算法作了性能驗證分析。仿真結果表明，相對于傳統(tǒng)定位算法，在100m*100m的方形監(jiān)測區(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，