[发明专利]野外环境无线传感网络中未知节点的定位方法

权利要求书

1.一种野外环境无线传感网络中未知节点的定位方法，所述无线传感网络包括信标节点以及与信标节点联通的未知节点，其特征在于，包括：

S101、对于所述无线传感网络中的每个传感器节点，通过逐渐增大无线传输功率的方式感应到所述每个传感器节点的邻居节点的个数，基于反馈的邻居节点收到信号的次序得到所述每个传感器节点与邻居节点的位置关系，并基于无线传感器网络中所有所述每个传感器节点与相应邻居节点的位置关系获得任意两个传感器节点之间的距离参数；

S102、对于所述无线传感网络中的任意两个信标节点，基于所述任意两个信标节点之间的距离参数估算出所述任意两个信标节点之间的实际物理距离；

以及，对于所述无线传感网络中的每个未知节点及任意两个信标节点中的每个信标节点，根据所述每个未知节点与各信标节点之间的距离参数以及所述任意两个信标节点之间的实际物理距离，计算出所述每个未知节点在无线传感网络中的初步位置；

S103、对所述每个未知节点的初步位置进行纠正，得到所述每个未知节点在无线传感网络中的最终位置。

2.根据权利要求1所述的定位方法，其特征在于，步骤S103中对所述每个未知节点的初步位置进行纠正包括：

S1031、对所述每个未知节点进行边界节点的检测，根据所述检测判断所述每个未知节点是否为边界节点；

S1032、在判定为边界节点的情况下，确定所述每个未知节点相对于相应信标节点的修正邻居节点个数，并基于所述修正邻居节点个数再次执行步骤102，得到所述每个未知节点的最终位置；

S1033、在判定不为边界节点的情况下，基于所述初步位置得到所述每个未知节点与相应信标节点的定位邻居序列，并与原邻居序列进行比较，计算两序列中共有的子序列在原邻居序列中的所占比例，并基于所占比例的大小判定所述每个未知节点是好节点还是坏节点；其中，所述原邻居序列为网络初始化时经S101步骤得到的邻居序列；

在判定所述每个未知节点是好节点的情况下，通过所述每个未知节点的初步位置信息来对相应信标节点的位置进行反定位，得到所述相应信标节点的定位误差，并基于所述定位误差判定所述好节点是否为定位精度较高的节点；通过精度较高的节点来对精度较差的节点进行校正，得到所述好节点的最终位置；

以及，在判定所述每个未知节点是坏节点的情况下，基于无线传感网络中原有的信标节点以及所述好节点的最终位置信息，再次对坏节点执行步骤102，得到所述坏节点的最终位置；

S1034、基于步骤S1032以及步骤S1033得到的最终位置，得到所述每个未知节点在无线传感网络中的最终位置。

3.根据权利要求2所述的定位方法，其特征在于，所述步骤S1033中“通过所述每个未知节点的初步位置信息来对相应信标节点的位置进行反定位，得到所述相应信标节点的定位误差，并基于所述定位误差判定所述好节点是否为定位精度较高的节点，通过精度较高的节点来对精度较差的节点进行校正”包括：

选取四个好节点，对所述四个好节点以及相应信标节点依次执行步骤S102及S1033，得到所述相应信标节点相对于四个好节点的定位误差；

判断所述定位误差是否小于第一阈值；若是，则判定所述四个好节点为精度较高的节点，并将所述四个好节点设置为新信标节点；若否，则判定所述四个好节点为精度较差的节点，再选取其他四个好节点，重复此判断过程，直至有四个好节点被判定为精度较高的节点；

基于所述新信标节点以及所述相应信标节点，再次对精度较差的节点执行步骤102，得到精度较差的节点的校正位置；

再选取其他四个好节点，重复执行上述定位精度高低的判断，直至所有好节点的定位精度被判定以及所有精度较差的节点被校正。

4.根据权利要求2所述的定位方法，其特征在于，所述S1031包括：

计算所述每个未知节点的边界权重P_i，并判断所述边界权重P_i是否小于权重阈值；

若是，则判定相对应的未知节点为边界节点；

若否，则判定相对应的未知节点为非边界节点。

5.根据权利要求4所述的定位方法，其特征在于，通过下述公式计算修正邻居数：VNC(i,j)＝NC(j,i)×p_i，

其中，P_i代表了第i个未知节点的边界权重，VNC(i,j)和NC(i,j)两者之间值较大的作为节点i相对于节点j的修正邻居数。