[发明专利]基于Tunneling method的无线传感器网络三维节点定位方法

权利要求书

1.基于Tunneling method的无线传感器网络三维节点定位方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤一：无线传感器网络初始化，对于每个节点，得到包括它自己在内的单跳邻居节点之间的距离，并判断哪些节点是未知节点哪些是锚节点，获得锚节点坐标矩阵C，当存在未知节点并且锚节点个数大于等于3时，执行步骤二；如果不存在未知节点，算法停止；如果存在未知节点但锚节点个数小于3时暂停运算，直到满足锚节点个数大于等于3后恢复执行步骤二；

步骤二：计算单跳邻居节点的绝对坐标矩阵：

ε＝ε_max,Z＝X₀；

for(i＝1:i_max)

{执行算法TMDSTunneling method，得到未知节点坐标矩阵X_i，

Z＝X_i；

减小wucha_p的值；

}

执行算法TMDSTunneling method，得到未知节点坐标矩阵X_j；

步骤三：计算在X_j处的目标函数σ(X_j)，然后判断下面的不等式是否成立，

|σ(X_j)-σ(X)|＜wucha_p

如果成立则把计算所得到的坐标值发送给相应的邻居节点，否则直接丢弃坐标值，其中wucha_p为预先设定的误差阈值；

步骤四：如果自身是未知节点并且收到其它节点计算出来的坐标值，那么利用质心算法得到自身的坐标，从而成为一个锚节点，再把自身的坐标值发送给所有单跳邻居节点；

步骤五：重复步骤一到步骤四，直到所有节点都为锚节点，完成定位。

2.根据权利要求1所述的基于Tunneling method的无线传感器网络三维节点定位方法，其特征在于：所述步骤一中无线传感网络初始化的具体步骤为：首先锚节点向它的每个邻居节点广播自身位置信息，并利用经典度量MDS基本原理采用矩阵求解的方式求解得到锚节点坐标矩阵，经典度量MDS基本原理如下所述：

用矩阵X_n×3表示3维空间里n个点的坐标，对任意两点l，h，对于它们之间的欧式距离的平方，可用如下公式表示：

对三维空间里的3个点，相应的矩阵用D²(X)表示距离平方的矩阵，则D²(X)可以表示为：

其中X_a是矩阵X的第a列，C是元素为的列向量，向量e是元素都为1的列矩阵。