[发明专利]一种适用传感器网络节点定位的分布式联合迭代定位方法

权利要求书

1.一种适用传感器网络节点定位的分布式联合迭代定位方法，其特征在于所述方法按以下步骤进行：

步骤一：改进凸包测试方法：

(一)通过接收信号强度RSSI测算出未知节点k与m+1个运算节点之间的距离，其中用z_k表示未知节点k对应的m+1个运算节点的集合；

(二)计算m+1个运算节点构成的凸包体积，记作

(三)计算每去除一个运算节点后剩余的运算节点与未知节点k构成的几何体体积，记作且j=1,2,3,...,m+1；

(四)确定修正的质心坐标的大小和符号:

当取正值,

当取负值;

其中表示由运算节点集合z_k中节点构成的凸包，表示z_k中去除节点j后与未知节点k构成的凸包；

(五)凸包测试：

当时，未知节点k在新的凸包区域，能够对此节点定位,

当时，未知节点k不在新的凸包区域，无法对此节点定位;

(六)迭代定位：

利用z_k中m+1个运算节点的质心坐标来表示未知节点k的坐标：

ck=∑j∈zkakjcj,j∈zk---(1)]]>

其中c_k表示定位节点坐标，c_j是运算节点坐标，a_kj是质心坐标，

其中质心坐标a_kj由(2)式确定：

akj=Vzk∪{k}/{j}Vzk---(2)]]>

其中j∈z_k,且表示集合z_k∪{k}除去点j构成的凸包体积，表示集合z_k的凸包体积，

当未知节点k确定自己运算节点后，未知节点开始不断的利用自身的运算节点更新自己的坐标，未知节点第t+1次的坐标由运算节点第t次迭代后的结果计算获得，锚节点（位置已知的传感器节点）则保持自己的位置信息不变，节点坐标更新表达式如下：

ck(t+1)=ck(t),k∈κ∑j∈zkakjck(t),k∈Ω--(3)]]>

其中κ表示锚节点集合，Ω表示未知节点的集合，c_k表示每个节点的坐标，a_kj表示质心坐标；

（七）扩展到N个节点的m维网络：

对于有N个节点的m维网络，网络中各个传感器节点的坐标可以用一个N×m的矩阵表示：

C=[c1T,c2T,····,cNT]T---(4)]]>

迭代算法用矩阵可以表示为：

C(t+1)=A·C(t)(5)

其中，A为N×N的迭代矩阵，A中的元素a_ij表示节点i关于节点j的质心坐标，a_ij的取值情况如下：

aij=1,i∈κ,j∈iaij∈(-1,1),i∈Ω,j∈zk---(6)aij=0,others]]>

其中z_k是未知节点的运算节点集合；

质心坐标满足：

Σj∈zkaij=1---(7)]]>

步骤二、联合定位：

(一)利用步骤一中改进的凸包测试方法，定位出在已有锚节点通信范围内的未知节点；

(二)根据步骤二（一）中定位出的结果，选择合适的已定位出的未知节点作为准锚节点，联合已有的锚节点，共同作为等效锚节点，参与边缘节点的二次定位；

(三)再次利用步骤一中改进的凸包测试方法，进行二次定位；

(四)将两次定位结果求加权平均，确定最终的定位结果；

设未知节点k第一次迭代定位结果为c_k1，利用准锚节点迭代定位结果为c_k2，则未知节点的定位结果为：

ck=βck1+(1-β)ck2,0<β<1ck1,β=1ck2,β=0---(8)]]>

其中，β为权重因子，根据仿真结果一般情况下β∈(0.3,0.45)。