基于TDOA的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)時(shí)鐘同步與定位技術(shù)研究.pdf

1、無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)脫胎于自然科研專用的小型無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，最初部署于廣袤的自然界以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)觀測(cè)和數(shù)據(jù)收集，如森林防火、動(dòng)植物生長(zhǎng)觀測(cè)、海洋大氣環(huán)境變化監(jiān)測(cè)等。如今，無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)發(fā)展成為一門日益成熟的技術(shù)，并呈現(xiàn)出多樣化、集成化的發(fā)展趨勢(shì)并大規(guī)模應(yīng)用于農(nóng)牧業(yè)管理、工業(yè)生產(chǎn)監(jiān)管乃至國(guó)防軍事安全。該技術(shù)的現(xiàn)實(shí)意義和發(fā)展需求在于能夠通過(guò)預(yù)先或者臨時(shí)性布置大量傳感器節(jié)點(diǎn)，無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)收集到龐大的物理性質(zhì)的數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)信息，為人們的決策部署提供信息參考。

2、其研究探討在近幾年一直都很活躍，國(guó)家在863項(xiàng)目和自然科學(xué)基金項(xiàng)目中都給予了傾向性地支持。
　　隨著專業(yè)領(lǐng)域的不斷細(xì)化，無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)研究也在這幾年分化出諸多專業(yè)的分支學(xué)科。本文簡(jiǎn)要介紹了無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)概況，及其定位技術(shù)、定位方法和基于測(cè)距的相關(guān)定位算法，對(duì)時(shí)間異步的傳感器網(wǎng)絡(luò)提出了基于鐘差補(bǔ)償?shù)臅r(shí)鐘同步和節(jié)點(diǎn)定位結(jié)合算法。該算法的思路是每個(gè)位置已知的錨節(jié)點(diǎn)周期性地發(fā)送廣播信號(hào)，各個(gè)錨節(jié)點(diǎn)記錄下廣播信號(hào)的到達(dá)時(shí)間（TOA），考慮到

3、錨節(jié)點(diǎn)時(shí)鐘之間總是存在一定的頻率偏差，只有消除錨節(jié)點(diǎn)之間時(shí)鐘差的影響，才能夠得到準(zhǔn)確的時(shí)差測(cè)量值。論文首先通過(guò)匯集錨節(jié)點(diǎn)廣播信號(hào)在鄰居錨節(jié)點(diǎn)的TOA，對(duì)錨節(jié)點(diǎn)的鐘差和頻差進(jìn)行估計(jì)；其次采用最小二乘的方法實(shí)現(xiàn)頻差漂移的跟蹤，將估計(jì)值補(bǔ)償各錨節(jié)點(diǎn)時(shí)鐘的鐘差，實(shí)現(xiàn)傳感器之間的時(shí)鐘同步；最后，記錄下標(biāo)簽節(jié)點(diǎn)一次廣播信號(hào)在各錨節(jié)點(diǎn)的TOA，將補(bǔ)償后的TDOA信息應(yīng)用于雙曲線定位的最大似然估計(jì)，迭代求解以估計(jì)出標(biāo)簽節(jié)點(diǎn)的位置。這種方法運(yùn)算簡(jiǎn)單，適用