[发明专利]一种大量离散节点的并行定位方法

说明书

技术领域

本发明涉及到区域相对定位领域，尤其涉及一种大量离散节点的并行定位方法。

背景技术

大量离散节点的区域无参考节点定位应用广泛，在大规模的无线传感器定位领域及军事、医疗、港口仓库物流管理、城市交通监测、地质水利勘探、环境监测等领域都有举足轻重的作用。

在大范围区域中仅仅依靠各个离散节点的分时测距进行相关定位，已经不能满足相关应用对应答时间的要求。

传统的蜂窝法由于离散点平面分布情况的原因也有着无法消除的大误差，增加蜂窝基站可以增大定位的精确度，这就造成了一次可信定位过程要求的较短时间和出现最大误差之间的矛盾。

这都极大地限制了允许离散节点个数的增多和定位精度的进一步提升。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种大量离散节点的并行定位方法。

大量离散节点的并行定位方法的步骤如下：

1)大量离散节点中的每个离散节点分配一个唯一的自身编号，统计参与定位的离散节点总点数；

2)各离散节点根据自身编号和参与定位的离散节点总点数分别计算出第一层定位过程中自身所在的定位组号；

3)第一层定位过程中的每个定位组独立进行三点法定位,定位组之间并行工作，获得每个定位组定位数据的相对坐标；

4)第一层定位过程中的所有定位组两两配对整合至第二层定位过程，将第一层定位过程中的每一个定位组包含的所有点的坐标转换到整合成的第二层定位过程的某一定位组的相对坐标系中；

5)重复步骤4）直到整合到顶层定位过程，顶层定位过程只包含一个定位组，所有离散节点的坐标都整合到顶层定位过程中的定位组的相对坐标系中，则定位过程完成。

步骤2）所述各离散节点根据自身编号和参与定位的离散节点总点数分别计算出第一层定位过程中自身所在的定位组号,步骤为：

a) 根据参与定位的离散节点总点数图表确定定位总层数n，再根据公式                                                来确定第一层定位过程中所含有的定位组数，最后通过自身编号与第一层定位过程总定位组数相除计算得到本点所在的第一层定位过程定位组号，以及对总定位组数求余获得本点在第一层定位过程此定位组中的身份。

步骤3）所述第一层定位过程中的每个定位组独立进行三点法定位,定位组之间并行工作，获得每个定位组定位数据的相对坐标,步骤为：

b) 在本定位组的全部离散节点中，任选一对离散节点作为主节点备选节点和X节点备选节点；

c) 寻找距离主节点备选节点和X节点备选节点构成的X轴距离最远的离散节点作为翻转节点备选节点；

d) 测量主节点备选节点、X节点备选节点以及翻转节点备选节点三者之间的相互距离；

e) 如果X节点备选节点和翻转节点备选节点之间的距离大于主节点备选节点与X节点备选节点之间距离，则交换X节点备选节点和翻转节点备选节点的身份；

f) 如果X节点备选节点和翻转节点备选节点进行交换，则以主节点备选节点和X节点备选节点定位组成X轴，抛弃翻转节点备选节点，寻找离X轴垂直距离最远的点作为翻转节点备选节点；

g) 重复步骤e）到步骤f），从所有离散节点中选出的主节点备选节点、X节点备选节点和翻转节点备选节点变为主节点、X节点和翻转节点；

   h) 主节点、X节点以及翻转节点构成饱满三角形，形成区域定位相对坐标系；

i) 从此定位组的有效区域内，选择主节点、X节点和翻转节点之外的离散节点；

j) 测量选择的离散节点与主节点、X节点以及翻转节点之间的距离；

k) 在饱满三角形构成的相对坐标系中，计算选择的离散节点在饱满三角形构成相对坐标系中的位置，用如下公式计算选择的离散节点在饱满三角形构成的相对坐标系中的位置，

X坐标

Y坐标

其中L1为选择的离散节点与主节点之间的距离，L2为选择的离散节点与X节点之间的距离，L3为主节点和X节点之间的距离，x为选择的离散节点在相对坐标系中的x坐标，y为选择的离散节点在相对坐标系中的y坐标；

l) 计算离散节点到相对坐标系的X轴垂直距离，如果离散节点到相对坐标系的X轴垂直距离与主节点和X节点之间距离比在10%以内，对加入饱满三角形构成的相对坐标系的离散节点位置进行修正，离散节点到相对坐标系的X轴垂直距离计算公式如下