無線節(jié)點定位技術ppt課件-wenkub.com
2024-12-05 04:39 本頁面
【正文】 sL ??suLL??協(xié)作定位技術 定理 4： 設 L1和 L2為兩個定位協(xié)作體 ， 它們所對應的節(jié)點集分別為 V1和 V2， 且 兩個集合沒有共同元素 ， 若存在一個導標節(jié)點 v1b∈ L1及 v2b∈ L3且 v1b與 L2中未知節(jié)點的連接度為 1， 去掉導標節(jié)點 v1b和 v2b， 并合并 v1b和 v2b與未知節(jié)點的連接形成新的連接 lb， 使 L1和 L2合并構建成新網絡拓撲結構 L， 則 L為定位協(xié)作體 ， 如圖所示 。 若 N’中所對應節(jié)點之間的連接特性及導標節(jié)點的物理位置的約束可以唯一確定 N39。 ?協(xié)作定位技術 協(xié)作體的定義 ?將剛性理論引入網絡結構拓撲中是無線傳感器網絡中基于協(xié)作模式節(jié)點定位的第一步 ， 用圖形結構的方式描述網絡拓撲結構 。個頂點且 E39。 用數學描述 ， 即當幾何圖沿著軌道 q([0, ∞])做剛性運動時 ， 則任意時刻的節(jié)點集 qi(t)和 qj(t)是全等的 。 可 從是否需要信標節(jié)點 、 信標節(jié)點布置方式 、 計算模式 、 定位原理和節(jié)點外加設備等角度對上述無須測距節(jié)點定位技術進行了分析和比較 ， 如 下 表所示 。 ?該算法只需要較少的信標節(jié)點 ， 計算和通信開銷適中 ， 不需要節(jié)點具備測距能力 ， 是一個可擴展的算法 ，但是該算法對信標節(jié)點的密度要求較高 ， 對于各向同性的密集網絡 ， 才可以得到合理的平均每跳距離 ， 從而能夠達到適當的定位精度 。 ?無需測距的定位技術 —— DVHop定位算法 2） 計算未知節(jié)點與信標節(jié)點的平均每跳距離 ?在第二階段 ， 每個信標節(jié)點根據第一階段獲得的其他信標節(jié)點位置和相隔跳數之后 ， 根據 下 式計算網絡平均每跳距離 HopSize。 ?無需測距的定位技術 —— APTI定位算法 DVHop算法 的基本思想是將未知節(jié)點到信標節(jié)點之間的距離用網絡中節(jié)點的平均每跳距離和兩節(jié)點之間跳數的乘積來表示 ， 然后再使用三邊測量法或極大似然估計法來獲得未知節(jié)點的位置信息 。 ?無需測距的定位技術 —— APTI定位算法 ?APIT定位的具體步驟如下 ： （ 1） 收集信息：未知節(jié)點收集鄰近信標節(jié)點的信息 ， 如位置 、 標識號 、 接收到的信號強度等 ， 鄰居節(jié)點之間交換各自接收到的信標節(jié)點的信息 。 未知節(jié)點記錄從每個發(fā)來信號的信標節(jié)點接收到的信標信號數量 。 跳數原理就是對信標節(jié)點信息洪泛的過程進行跳數統(tǒng)計，通過統(tǒng)計未知節(jié)點與信標節(jié)點之間的跳數，然后根據信標節(jié)點之間的距離和跳數估算出全網每一跳的平均距離，二者相乘，即可得到兩個節(jié)點之間的距離。 基于連通性的定位可以根據一個節(jié)點能否成功解調其他節(jié)點傳來的數據包作為依據 。 （ 3） 抗干擾能力 。 （ 1） 定位精度 ， 即測距誤差 ， 為 測得的距離與實際距離的差值 ， 一般來說采用超聲波的 TDOA協(xié)議最小 ， 而采用功率衰減來判別距離的 RSSI測距誤差最大 。 對于參考點 A(x1,y1)、 B(x2,y2)和夾角 α， 根據圓的內接四邊形對角互補和弦所對的圓周角等于它所對的圓心角的性質 ， 得到 弦 AB所對應的圓心角 θ=2π－ 2α。 ???????222 ???? cc fcfcd?基于測距的定位技術 —— 三邊定位法 ?常用的角度定位方法有：已知兩個頂點和夾角的射線確定一點，以及已知三點和三個夾角確定一點。 首先利用 TDOA進行定位要求傳感節(jié)點上必須附加特殊的硬件 （ 聲波或者超聲波的收發(fā)器等 ） ， 這會增加傳感節(jié)點的成本；其次 ， 聲波或者超聲波在空氣中的傳輸特性和一般的無線電波并不一樣 ， 空氣的溫度 、 濕度或者風速都會對聲波的傳輸速度產生很大的影響 ， 這就使得距離的估計可能出現(xiàn)較大偏差；最后 ， TDOA測速的一個很大的假設是發(fā)送節(jié)點和接收節(jié)點之間是沒有障礙物阻隔的 ， 在有障礙物的情況下會出現(xiàn)聲波的反射 、折射和衍射 ， 此時得到的實際傳輸時間將變大 ， 在這種傳輸時間下估算出來的距離也將出現(xiàn)較大的誤差 。 己知信號傳播速度 ， 通過測量信號從發(fā)射機傳播到多個接收機所消耗的傳播時間來確定移動用戶的位置 ?TOA測距的基本思想是測量移動臺發(fā)射信號的到達時間 ， 并且在發(fā)射信號中要包含發(fā)射時間標記以便接收基站確定發(fā)射信號所傳播的距離 ，該方法要求移動臺和基站的時間精確同步 ?為了測量移動臺的發(fā)射信號的到達時間 ， 需要在每個基站處設置一個位置測量單元 ， 為了避免定位點的模糊性 ， 該方法至少需要三個位置測量單元或基站參與測量 ?基于測距的定位技術 —— 三邊定位法 如圖所示 ， 有 A、 B、 C三個基站 ， 因為節(jié)點間的距離測量都是一樣的 ， 這里我們就假定先測量基站 A到目的節(jié)點的距離 。 以 A、 B、 C三點為圓心 ， dd d3為半徑做圓 ， 三圓的焦點即為節(jié)點 D的坐標 。 因為測量的信號夾角不可能很精確 ， 所以 AOA的
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