[发明专利]一种距离感知的无线传感器网络多维定标定位方法

摘要

本发明公开了一种距离感知的无线传感器网络多维定标定位方法，属于计算机通信网络领域。本发明根据无线传感器网络中节点定位的特点，引入“关联节点”的概念，节点根据网络部署情况，首先获得节点的一跳距离矩阵，然后再获得多跳节点间的距离，并根据节点部署情况自动调整多跳节点间的距离，避免单一的应用近似距离，进而提高节点定位精度。本发明可以应用在不同的网络场景中，更好的提高节点的定位精度，也节省了网络部署资源。

主权项

1.一种距离感知的无线传感器网络多维定标定位方法，其特征在于包括如下步骤：步骤(1)，网络部署：通过仿真器或搭建真实网络场景，产生多跳的无线传感器网络拓扑，所述网络拓扑的节点包括普通节点和坐标信息已知的锚节点；步骤(2)，生成待定位节点的一跳距离矩阵：在待定位节点通信半径γ以内的节点即为该节点的一跳邻居节点，该节点与其所有一跳邻居节点间的距离构成一跳距离矩阵；步骤(3)，获得待定位节点的两跳距离矩阵：根据网络部署的情况获得待定位节点的关联节点，并计算该节点与其两跳距离节点的距离，该节点与其所有两跳距离节点间的距离构成两跳距离矩阵；所述关联节点指两个互为两跳距离节点的节点所共有的一跳邻居节点；所述两跳距离节点间的距离的计算方法如下：①当两跳距离节点i、l具有两个或两个以上的关联节点时，应用下述方法获得两跳节点距离：任取两个关联节点j、k，借助关联节点用以下方法计算两跳距离节点i、l之间的距离：d_il²＝d_ij²+d_il²-2d_ijd_jlcos(∠ijk+∠kjl)，其中d_ij表示节点i、节点j之间的一跳距离；d_jk表示节点j、节点k之间的一跳距离，d_ik表示节点i、节点k之间的一跳距离，d_jl表示节点j、节点l之间的一跳距离，d_kl表示节点k、节点l之间的一跳距离；②当两跳距离节点i、l只具有一个关联节点j时，首先判断该关联节点j是否为锚节点：如果该关联节点是锚节点，则用获得节点i、l之间的距离，其中θ是关联节点j与节点i、l的角度之和；如果该关联节点不是锚节点，则用路径之和代替两跳节点间的真实距离，即d_il≈d_ij+d_jl；③如果不能获得任意两个关联节点间的距离，则用路径之和的最小值代替两跳节点间的真实距离，表示为步骤(4)，将步骤(2)生成的一跳距离矩阵和步骤(3)获得的两跳距离矩阵共同构成待定位节点的距离矩阵；步骤(5)，应用多维定标技术处理步骤(4)构成的待定位节点的距离矩阵，进而获得待定位节点的相对坐标矩阵；步骤(6)，根据锚节点的位置信息获得相对坐标与绝对坐标的线性关系，将该线性关系应用到步骤(5)获得的相对坐标矩阵，获得待定位节点的绝对坐标，完成节点定位。