無線節(jié)點(diǎn)定位技術(shù)ppt課件-文庫吧資料
2024-12-14 04:39本頁面
【正文】 i能夠通過感知 、 通信等途徑 ， 確定節(jié)點(diǎn) j在自己周圍的一定范圍內(nèi) ， 但不知道具體的距離和方向 。 ?測(cè)距定位技術(shù)比較 1． 基于連通性的定位 ?連通性 （ Connectivity） 是指兩個(gè)節(jié)點(diǎn)是否連通 。 當(dāng)有干擾如電磁干擾 ， 多徑干擾等存在時(shí) ， 節(jié)點(diǎn)是否能夠正常穩(wěn)定工作成為測(cè)距定位技術(shù)性能的一個(gè)重要指標(biāo) 。 而 TOA和 TDOA定位技術(shù)采用超聲波短波 ， 傳播距離最短 ， 因此覆蓋范圍最小 。 （ 2） 覆蓋范圍 。 222221 1 1 1 12 2 2 2 2223 3 3 3 3( ) ( )( ) ( )( ) ( )c c cc c cc c cx x y y rx x y y rx x y y r? ? ? ? ??? ? ? ??? ? ? ? ???基于測(cè)距的定位技術(shù) —— 三角定位法 ?在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中 ， 基于測(cè)距的定位技術(shù)往往具有很大的優(yōu)勢(shì) ， 算法比較簡(jiǎn)單 ，實(shí)現(xiàn)容易 ， 研究人員一般從幾個(gè)方面來評(píng)判這些定位技術(shù)的優(yōu)略 。 可以由 A、 B和 N確定 一個(gè)內(nèi)接 圓 O的圓心 C1（ xc1,yc1） 和半徑 rc1， 同理 由 A、 C和N三點(diǎn)就可以確定 O2(xc2,yc2,rc2)， 由 B、 C和 N三點(diǎn)就可以確定 O3(xc3,yc3,rc3)。 ?基于測(cè)距的定位技術(shù) —— 三角定位法 2 2 1 12 2 1 1( ta n ) ( ta n )ta n ta n( c o t ) ( c o t )c o t c o ty x y xxx y x yy????????? ? ???????? ? ? ?? ??? ??如圖所示 ， 在測(cè)量出角 α、 角 β和角 γ后 ， 可以使用三角定位的方法計(jì)算出 N點(diǎn)的位置 (x,y)。 1．已知兩個(gè)頂點(diǎn)和夾角的射線確定一點(diǎn) 如圖所示，測(cè)得參考點(diǎn) A(x1,y2)和 B(x2,y2)收到的信號(hào)夾角分別是 α和 β，根據(jù) 可以計(jì)算出待測(cè)節(jié)點(diǎn) N的位置坐標(biāo) (x,y)。 不同的距離如果相差 λ倍 ， 則測(cè)量獲得的相位相同 。 2 1 2 0 1 0 2 121( ) ( )dd t t T T T T T Tcc ? ? ? ? ? ? ? ? ??基于測(cè)距的定位技術(shù) —— 三邊定位法 可以得出 即： 接收信號(hào)相位 （ PDOA） 通過測(cè)相位差 ， 求出信號(hào)往返的傳播時(shí)間 ， 計(jì)算出往返距離 其中 ， fc是信號(hào)頻率 ， λ是信號(hào)的波長(zhǎng) ， φ是發(fā)送信號(hào)和 反射信號(hào) 的相位差 。 ?基于測(cè)距的定位技術(shù) —— 三邊定位法 如圖所示 ， 發(fā)射節(jié)點(diǎn)在時(shí)刻 T0同時(shí)發(fā)射無線射頻信號(hào)和超聲波信號(hào) ， 接收節(jié)點(diǎn)記錄兩種信號(hào)到達(dá)的時(shí)間 T1和 T2， 己知無線射頻信號(hào)和超聲波的傳播速度分別為 c1和 c2， 那么我們可以知道射頻信號(hào)和超聲波信號(hào)傳播的時(shí)間為 ： TDOA有一些固有的缺陷需要考慮 。 假設(shè)基站 A到目的節(jié)點(diǎn) D的距離為 d， 聲波傳播速度為 v， 在 T1時(shí)刻基站 A發(fā)射機(jī)發(fā)射一個(gè)聲波信號(hào)給目的節(jié)點(diǎn) D， D節(jié)點(diǎn)在 T2時(shí)刻接收到該聲波信號(hào) ， 經(jīng)過短暫的處理之后 ， 在 T3時(shí)刻目的節(jié)點(diǎn) D回送一個(gè)聲波測(cè)距信號(hào)給 A節(jié)點(diǎn) ， 在 T4時(shí)刻 A節(jié)點(diǎn)接收到該信號(hào) 。 ?基于測(cè)距的定位技術(shù) —— 三邊定位法 2） 根據(jù)信號(hào)傳播時(shí)間測(cè)距 （ TOA） ?該技術(shù)是采用信號(hào)到達(dá)時(shí)間來測(cè)量距離的 ， 是一種基于電波傳輸時(shí)間的定位技術(shù) 。 ?基于測(cè)距的定位技術(shù) —— 三邊定位法 那么，我們可以列出以下公式 ： 將第一個(gè)方程和第二個(gè)方程同時(shí)減去第三個(gè)方程，得到結(jié)果 2 2 2 2 2 21 3 1 3 1 3 1 3 1 32 2 2 2 2 22 3 2 3 2 3 2 3 2 32 ( ) 2 ( )2 ( ) 2 ( )x x x y y y x x y y d dx x x y y y x x y y d d? ? ? ? ? ? ? ? ? ???? ? ? ? ? ? ? ? ???將其寫成線性方程的形式， AX=B，其中 2 2 2 2 2 21 3 1 3 1 3 1 3 1 32 2 2 2 2 22 3 2 3 2 3 2 3 2 32 ( ) 2 ( )2 ( ) 2 ( )x x y y x x y y d d xx x y y yx x y y d d??? ? ? ? ? ? ??? ??? ? ????? ???? ? ? ? ? ? ???? ??A B X?基于測(cè)距的定位技術(shù) —— 三邊定位法 由此可以得出節(jié)點(diǎn) D的
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