[发明专利]一种基于改进生物地理学优化算法的高精度无线定位方法

权利要求书

1.一种基于改进生物地理学优化算法的高精度无线定位方法，其特征是，包括以下步骤：

步骤1：获取当前无线传感器网络中各基站的位置坐标以及各基站与目标节点之间的距离；

步骤2：对步骤1所得的各基站坐标和各基站到目标节点的距离进行加权最小二乘(WLS)估计，得到目标节点位置的初步估计坐标；

步骤3：以步骤2中得到的目标节点的位置坐标为中心，构建一个正方形区域来约束改进的生物地理学优化算法的寻优范围；

步骤4：在步骤3生成的寻优范围中，随机部署H个栖息地，并初始化各个栖息地的适应度向量SIV；

步骤5：将步骤4中生成的各栖息地使用改进的生物地理学优化算法进行寻优，得到损失值最小的栖息地，即目标节点最佳的位置坐标。

2.根据权利要求1所述的.一种基于改进生物地理学优化算法的高精度无线定位方法，其特征在于，所述步骤1包括：

在已经完成部署的无线传感器网络中，以某一基站为原点建立虚拟坐标系，从而获取所有基站的位置坐标(x_i,y_i)i＝1,2,...,M，其中M是基站数量；分别读取各基站与目标节点距离的测量值r_i(第i个基站到目标节点的距离，单位：米)。

3.根据权利要求1所述的.一种基于改进生物地理学优化算法的高精度无线定位方法，其特征在于，所述步骤2包括：

根据各基站坐标以及各基站到目标节点的距离，推导出求解目标节点位置坐标的方程组，使用加权最小二乘(WLS)方法，并将步骤1中获得的数据带入方程组中，求得当前目标节点的坐标(WLS_x,WLS_y)(单位：米)。

4.根据权利要求1所述的.一种基于改进生物地理学优化算法的高精度无线定位方法，其特征在于，所述步骤3包括：

以步骤2中所得的目标节点坐标(WLS_x,WLS_y)为中心，构建边长为1米(根据WLS的最大误差来定)的正方形区域(WLS_x±0.5,WLS_y±0.5)(单位：米)。

5.根据权利要求1所述的.一种基于改进生物地理学优化算法的高精度无线定位方法，其特征在于，所述步骤4包括：

在步骤3确定的正方形区域中，随机部署栖息地H_j(j＝1,2,...,h)，h为栖息地个数，取值由实际情况决定。每个栖息地代表目标节点潜在的位置，因此栖息地的适宜度向量(SIV)即目标节点的潜在坐标，因此初始化各栖息地的其中x,y∈(WLS_x±0.5,WLS_y±0.5)。

6.根据权利要求1所述的.一种基于改进生物地理学优化算法的高精度无线定位方法，其特征在于，所述步骤5包括：

步骤5.1：根据步骤3中确定的寻优范围和步骤4中生成的栖息地，确定改进的生物地理学优化算法中的栖息地及其分布范围；

步骤5.2：去掉重复的栖息地，进行栖息地间的种群迁移、种群特征变异等操作；

步骤5.3：根据损失函数计算各栖息地的损失值，并按损失值从小到大的顺序对栖息地做排序；

步骤5.4：判断是否达到寻优迭代次数，若达到，则将损失值最小的栖息地的SIV作为最佳目标节点位置坐标；若未到达，则将损失值最小的栖息地的SIV作为精英特征并加入微小干扰(在[-0.005,0.01]之间均匀分布的随机数)，将此变异后的精英特征替换当前损失值最大的栖息地特征，最后回到步骤5.2开始下次迭代，直至达到迭代次数。