基于地形自適應(yīng)校正的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)三維定位機(jī)制.pdf

1、隨著科技的進(jìn)步和無(wú)線傳感器應(yīng)用范圍的不斷擴(kuò)大，無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)三維定位算法逐漸成為了研究的熱點(diǎn)。如何提高定位精度是研究的主要目標(biāo)，使用三維DV-hop算法對(duì)無(wú)線傳感器進(jìn)行定位時(shí)，存在定位誤差較大且不穩(wěn)定的問(wèn)題，使三維DV-hop算法的實(shí)際應(yīng)用能力較差。本文提出了基于地形自適應(yīng)校正的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)非測(cè)距三維定位算法。應(yīng)用地形的特點(diǎn)，將最小二乘法所求得的結(jié)果進(jìn)行適應(yīng)地形處理，地形由簡(jiǎn)到繁，逐步接近真實(shí)復(fù)雜地形，提出了5種不同的適應(yīng)地形算法，較

2、大幅度提高了定位的精確度。論文主要研究工作如下：
　　1．無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)定位算法介紹。本章的重點(diǎn)是對(duì)常用的定位算法進(jìn)行闡述，然后對(duì)三維非測(cè)距DV-hop定位算法的執(zhí)行步驟和計(jì)算方法進(jìn)行詳細(xì)解釋。最后介紹了相對(duì)定位誤差的概念，用以判斷定位算法的優(yōu)劣。
　　2．地形自適應(yīng)校正算法在函數(shù)模型中的應(yīng)用。針對(duì)經(jīng)典三維DV-hop算法定位精度較低的問(wèn)題，提出利用地形條件對(duì)經(jīng)典算法定位結(jié)果進(jìn)行校正的理論。研究初期，截取部分球體模擬山頭地形

3、，將定位點(diǎn)投影到山頭地形表面上的點(diǎn)，用該投影點(diǎn)代替原計(jì)算結(jié)果進(jìn)行適應(yīng)地形校正。隨后引入二維高斯分布密度函數(shù)來(lái)模擬山頭地形，比規(guī)則函數(shù)更具有一般性，因二維高斯分布密度函數(shù)模擬的山頭不規(guī)則，很難直接進(jìn)行投影，針對(duì)這個(gè)問(wèn)題提出了近似投影校正算法。
　　3．地形自適應(yīng)校正算法在地形網(wǎng)格數(shù)據(jù)中的應(yīng)用。為了進(jìn)一步接近真實(shí)的地形環(huán)境，引入較接近真實(shí)地形的地形網(wǎng)格數(shù)據(jù)，將定位點(diǎn)向網(wǎng)格上的3個(gè)點(diǎn)確定的面進(jìn)行投影，投影點(diǎn)即為校正后的未知節(jié)點(diǎn)位置。為解

4、決因點(diǎn)到面校正計(jì)算較為復(fù)雜的問(wèn)題，引入向量垂直投影算法。在用高斯密度函數(shù)模擬的山頭地形網(wǎng)格數(shù)據(jù)實(shí)驗(yàn)中，該方法較大幅度提高了定位精度。上述算法在實(shí)際應(yīng)用時(shí)的計(jì)算復(fù)雜度仍然較高，因此引入向量和投影算法來(lái)進(jìn)一步簡(jiǎn)化運(yùn)算復(fù)雜度。運(yùn)用向量和運(yùn)算，取向量和的二分之一對(duì)定位點(diǎn)進(jìn)行校正，該方法有效的減少了運(yùn)算步驟，使得算法復(fù)雜度得到有效的降低。
　　綜上所述，本文的主要貢獻(xiàn)是在無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)三維定位的過(guò)程中引入了地形特征，有效提高了定位精度。首先