[发明专利]一种基于马鞍地形山区无线传感器网络节点的定位方法

摘要

本发明公开了一种基于马鞍地形山区无线传感器网络节点的定位方法，本发明无需测距的定位机制不需测量节点间的绝对距离或方位，降低了对节点硬件的成本，体积和能量消耗，更适合于大规模传感器网络。但非测距的节点定位方法的精度较低，在理想环境下其定位精度仍可满足应用的需求，但在山区复杂地形上的应用时其定位精度难于满足实际应用的要求。本发明是在山区马鞍形地形上的无线传感器网络非测距节点定位方法，大幅度提高了无线传感器网络节点的定位精度，完全能满足山区地形下无线传感器网络节点定位的要求。

主权项

一种基于马鞍地形山区无线传感器网络节点的定位方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)在山区马鞍地形上用三维DV‑HOP定位算法求出无线传感器网络节点的初始位置；(2)建立山区马鞍地形方程，采用双曲抛物面作为马鞍地形的拟合函数，并结合最小二乘的曲面拟合算法，在山区电子地形图上取一组离散点的坐标来求拟合参数，求得马鞍地形方程；(3)将步骤(1)所求出节点的初始位置垂直投影到马鞍地形表面上；(31)求得过马鞍地形双曲抛物面任一点的法线方程；(32)通过在马鞍地形表面上的投影点的法线方程可得2个关于投影点坐标的方程，另外联立该投影点满足所述马鞍地形方程可求出关于投影点的坐标；(33)消去步骤(32)所求得投影点的任意两个坐标，得到关于投影点的坐标的任一坐标的一元五次方程；(4)解关于投影点的坐标的任一坐标的一元五次方程，所述一元五次方程的解法采用方程的数值解法，其步骤如下：步骤一：自动搜索方程实数根的有根区间；步骤二：用二分法求方程的数值解,方程的数值解有如下三种情况：a、如果方程只有唯一的实数根，该一元五次方程的解就是所求的初始位置在马鞍地形上的投影,即所求未知节点的坐标估计值,最终确定未知节点的坐标；b、如果方程有n个实数根,找出n个根中距离所求出的未知节点初始位置最近的那个根，即为未知节点的最终坐标；c、如果方程无实数根,则所求的初始位置就是未知节点的最终坐标。