無(wú)線傳感網(wǎng)定位技術(shù)-全文預(yù)覽
【正文】 3334444444444444444444444444444444444圖 67 信標(biāo)節(jié)點(diǎn)廣播分組傳播過(guò)程圖示 ? （ 2）計(jì)算未知節(jié)點(diǎn)與信標(biāo)節(jié)點(diǎn)的實(shí)際跳數(shù)距離 每個(gè)信標(biāo)節(jié)點(diǎn)根據(jù)第一個(gè)階段記錄的其他信標(biāo)節(jié)點(diǎn)的位置信息和相距跳數(shù)，利用式 估算平均跳數(shù)的實(shí)際平均距離值。接收節(jié)點(diǎn)記錄具有到每個(gè)信標(biāo)節(jié)點(diǎn)的最小跳數(shù)，忽略來(lái)自同一個(gè)信標(biāo)節(jié)點(diǎn)的最大跳數(shù)的分組。 質(zhì)心定位算法雖然實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單、通信開(kāi)銷小，但僅能實(shí)現(xiàn)粗精度定位，并且需要信標(biāo)節(jié)點(diǎn)具有較高的密度，各信標(biāo)節(jié)點(diǎn)部署的位置也對(duì)定位效果有影響。假設(shè)多邊形頂點(diǎn)位置的坐標(biāo)向量表示為 ，則這個(gè)多邊形的質(zhì)心坐標(biāo)計(jì)算方法如下。 目前主要有兩類距離無(wú)關(guān)的定位方法： ? 一類是先對(duì)未知節(jié)點(diǎn)和信標(biāo)節(jié)點(diǎn)之間的距離進(jìn)行估計(jì)，然后利用多邊定位等方法完成對(duì)其他節(jié)點(diǎn)的定位； ? 另一類是通過(guò)鄰居節(jié)點(diǎn)和信標(biāo)節(jié)點(diǎn)來(lái)確定包含未知節(jié)點(diǎn)的區(qū)域，然后將這個(gè)區(qū)域的質(zhì)心作為未知節(jié)點(diǎn)的坐標(biāo)。 （ 3）極大似然估計(jì)法 ? 極大似然估計(jì)法 (maximum likelihood estimation， MLE)如圖 ，己知 3等個(gè)節(jié)點(diǎn)的坐標(biāo)分別為(x1,y1)、 (x2,y2)、 … 、 (xn,yn)，它們到未知節(jié)點(diǎn)的距離分別為 d d … 、 dn，假設(shè)未知節(jié)點(diǎn)的坐標(biāo)為(x,y)。那么存在下列公式： ???????????????????cccbbbaaadyyxxdyyxxdyyxx222222)()()()()()(BACD（ 1）三邊測(cè)量法 ??????????????????????????????????? ?2222222222221)(2)(2)(2)(2bccbcbaccacacbcbcacaddyyxxddyyxxyyxxyyxxyx可以得到點(diǎn) D的坐標(biāo)為 （ 2）三角測(cè)量法 ? 三角測(cè)量法 (triangulation)原理如圖 65所示，已知 A、 B、C三個(gè)節(jié)點(diǎn)的坐標(biāo)分別為 (xa,ya)、 (xb,yb)、 (xc,yc) ，節(jié)點(diǎn) D相對(duì)于節(jié)點(diǎn) A、 B、 C的角度分別為 ∠ ADB、 ∠ ADC 、 ∠ BDC ，假設(shè)節(jié)點(diǎn) D的坐標(biāo)為 (x,y)。 ? TDoA技術(shù)對(duì)節(jié)點(diǎn)硬件的要求高，其對(duì)成本和功耗的要求使得該技術(shù)對(duì)低成本、低功耗的傳感網(wǎng)設(shè)計(jì)提出了挑戰(zhàn)。 （ 3）到達(dá) 時(shí)間差（ TDOA）（ 1） ? 在基于 TDoA的定位機(jī)制中，發(fā)射節(jié)點(diǎn)同時(shí)發(fā)射兩種不同傳播速度的無(wú)線信號(hào)，接收節(jié)點(diǎn)根據(jù)兩種信號(hào)到達(dá)的時(shí)間差以及這兩種信號(hào)的傳播速度計(jì)算兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的距離。 ? 這類方法通過(guò)測(cè)量傳輸時(shí)間來(lái)估算兩節(jié)點(diǎn)之間距離。 （ 2）到達(dá) 時(shí)間（ TOA） (3) ? ToA采用的聲波信號(hào)進(jìn)行到達(dá)時(shí)間測(cè)量。 （ 2）到達(dá) 時(shí)間（ TOA）（ 1） ? ToA機(jī)制是已知信號(hào)的傳播速度，根據(jù)信號(hào)的傳播時(shí)間來(lái)計(jì)算節(jié)點(diǎn)間的距離。 ?利用理論和經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ?，將傳播損耗轉(zhuǎn)化為發(fā)送器與接收器的距離。解析幾何里有多種方法可以確定一個(gè)點(diǎn)的位置。 ?時(shí)間代價(jià) 包括一個(gè)系統(tǒng)的安裝時(shí)間、配置時(shí)間、定位所需時(shí)間。如果刷新速度太低，可能會(huì)使得操作者無(wú)法實(shí)施實(shí)時(shí)控制。 3．定位性能的評(píng)價(jià)指標(biāo) ? （ 3）刷新速度： ? 刷新速度是指提供位置信息的頻率。 3．定位性能的評(píng)價(jià)指標(biāo) ? （ 2）覆蓋范圍： ? 覆蓋范圍和定位精度是一對(duì)矛盾性的指標(biāo)。例如， GPS的精度為 1～ 10m，現(xiàn)在使用 GPS導(dǎo)航系統(tǒng)的精度約 5m。 ? （ 7）視線關(guān)系（ Line of sight， LoS） :如果兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間沒(méi)有障礙物，能夠?qū)崿F(xiàn)直接通信，則稱這兩個(gè)節(jié)點(diǎn)間存在視線關(guān)系。 ? 網(wǎng)絡(luò)連接度是所有節(jié)點(diǎn)的鄰居節(jié)點(diǎn)數(shù)目的平均值，它反映了傳感網(wǎng)節(jié)點(diǎn)配置的密集程度 。其余節(jié)點(diǎn)被稱為非錨點(diǎn)。 （ 1）根據(jù)是否依靠測(cè)量距離，分為 基于測(cè)距的定位 和 不需要測(cè)距的定位。這才是經(jīng)濟(jì)和可行的定位方案。 ? 符號(hào)位置指目標(biāo)與一個(gè)基站或者多個(gè)基站接近程度的信息，表示目標(biāo)與基站之間的 連通關(guān)系 ，提供目標(biāo)大致的所在范圍。目標(biāo)定位是以位置已知的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)作為參考，確定事件或者目標(biāo)在網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍內(nèi)所在的位置。 ? 其定位方式可分為節(jié)點(diǎn) 自身定位 和 目標(biāo)定位 。無(wú)線傳感網(wǎng) 定位技術(shù) ?一、 引言 ?二、 節(jié)點(diǎn)定位技術(shù)基本概念 ?三、 基于距離的定位算法 ?四、 與距離無(wú)關(guān)的定位算法 ?五、 總結(jié) 一、引言 ? 傳感
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