基于双重修正的WSNs定位算法研究

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在人类对于信息的智能获取要求日益强烈的驱动下,无线传感器网络技术需要与多项技术接轨而有了本质上的发展。在任何领域中,只要涉及到无线传感器网络的应用,那么它的节点定位就起着不可估量的作用。基于非测距定位技术在检测节点位置上由于其通过恰当的算法就能够完成,所以这使得这项技术成本比较低廉而受到青睐,然而在非测距定位技术中,对DV-Hop算法的研究最为广泛。因此,很有必要对DV-Hop做一系列的相关研究。本文先考虑三个影响因素中每个因素独自在DV-Hop算法的步骤执行中的效果,然后再将三种因素综合,具体情况如下所述:(1)从DV-Hop算法实现步骤上思考相应步骤可能带来的影响,在Matlab环境下对其定位性能进行仿真实验,依据仿真实验绘制的定位误差曲线图进行相应的分析。(2)基于最小二乘法校正的定位算法。由于很多定位算法在未知节点、锚节点间距离值的计算中有误差干扰,这会使得定位算法寻找的最优未知节点与真实值很不一致。所以,用最小二乘法可以对所得距离值进行误差纠正,然后,利用高斯牛顿法对误差纠正的距离方程组进行优化求解来得到未知节点的坐标。(3)基于跳数修正的定位算法。DV-Hop算法在统计跳数上是非常依赖通信半径的,特别是在通信半径范围内的跳数却是一概而论的,最后导致传感器网络内跳数值是整数形式来参与定位计算,这种计跳方式会使得跳数计跳出现误差,所以就利用了基于跳数修正的定位算法来实现非负实数的计跳方式。(4)基于跳距修正的定位算法。由于同一个锚节点到所有未知节点的跳距相同,这个相同跳距在计算到多个未知节点的距离时,会出现一个误差量变的累积过程。所以这里利用质心算法求出粗略的未知节点位置,然后利用这个位置信息与某个锚节点跳距来间接计算某个未知节点的跳距。(5)基于双重修正的定位算法。文中首先利用基于跳数修正的定位算法中的计跳机制实现非整数的计跳,再通过基于跳距修正的定位算法中跳距计算公式得出较合理的未知节点的跳距,然后,利用基于最小二乘法校正的定位算法中的校正公式对未知节点到锚节点的距离进行校正。
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