海洋監(jiān)測無線傳感器網(wǎng)絡(luò)若干問題研究.pdf

1、海洋監(jiān)測無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是無線傳感器網(wǎng)絡(luò)在海洋環(huán)境中的特殊應(yīng)用，包括海面上和海面下兩部分，通過無線通信技術(shù)、控制技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)實(shí)現(xiàn)傳感器節(jié)點(diǎn)之間的協(xié)同工作。本文針對(duì)海面節(jié)點(diǎn)二維定位問題、水下節(jié)點(diǎn)三維定位問題、海面節(jié)點(diǎn)覆蓋問題和海面目標(biāo)預(yù)測跟蹤等問題進(jìn)行了研究，主要概括如下:
　　針對(duì)海面節(jié)點(diǎn)二維定位問題，對(duì)原始DV-Hop定位算法進(jìn)行了改進(jìn)，給出用于海面?zhèn)鞲衅鞴?jié)點(diǎn)定位的IDV-Hop算法。通過對(duì)已知節(jié)點(diǎn)間距離精確化、修正未知節(jié)點(diǎn)的

2、平均每跳距離和最速下降與泰勒級(jí)數(shù)相結(jié)合的方法，降低算法時(shí)間復(fù)雜度的同時(shí)提高了節(jié)點(diǎn)定位精度。
　　針對(duì)水下節(jié)點(diǎn)三維定位問題，提出用于三維定位的加權(quán)最小二乘TOA定位算法。首先通過投影的方法，將三維定位問題轉(zhuǎn)化為二維定位問題，其次給出已知節(jié)點(diǎn)的選擇條件，最后綜合考慮誤差的影響，通過加權(quán)最小二乘法估計(jì)未知節(jié)點(diǎn)的位置，數(shù)值仿真證明本文算法可以減小三維定位誤差。
　　針對(duì)海洋監(jiān)測傳感器網(wǎng)絡(luò)覆蓋問題，提出受海浪隨機(jī)力約束的快速虛擬力改進(jìn)

3、算法IFVF-RF。通過設(shè)置吸引區(qū)域、簡化虛擬力作用范圍，綜合分析節(jié)點(diǎn)合力，并根據(jù)不同水流方向節(jié)點(diǎn)消耗能量的不同，給出相應(yīng)的移動(dòng)策略，計(jì)算出新的節(jié)點(diǎn)位置坐標(biāo)，使節(jié)點(diǎn)在能量消耗較少的情況下提高網(wǎng)絡(luò)覆蓋率。
　　針對(duì)海洋監(jiān)測傳感器網(wǎng)絡(luò)油膜軌跡預(yù)測、目標(biāo)及跟蹤質(zhì)點(diǎn)的定位及跟蹤問題，首先通過卡爾曼濾波方法對(duì)油膜的實(shí)際運(yùn)動(dòng)軌跡進(jìn)行預(yù)測，其次通過半定松弛規(guī)劃方法得到目標(biāo)與跟蹤質(zhì)點(diǎn)的位置，建立了跟蹤誤差系統(tǒng)，最后通過Lyapunov方法得到通信