WSN 基于節點位置相對關系定位的數學屬性研究

劉 壯，晁美霞，張 婧，張 昕，劉 妍，張劍飛

(長春理工大學計算機科學與技術學院，長春130022)

WSN 基于節點位置相對關系定位的數學屬性研究

劉 壯，晁美霞，張 婧，張 昕，劉 妍，張劍飛

(長春理工大學計算機科學與技術學院，長春130022)

為解決無線傳感器網絡基于位置相對關系進行定位算法中，定位精度過度依賴信標節點密度問題，通過3種非測距定位算法、質心算法、APIT(Approximate Point in Triangulation)算法及AIGS(Annulus Intersection and Grid Scan)算法的原理研究，給出了信標節點密度與定位精度和能耗之間的數學關系，并提出基于迭代的改進算法。3種算法定位精度正比于信標節點密度，算法能耗正比于信標節點密度，在同一個監測區域，信標節點比例相同情況下，AIGS算法定位精度最高，質心算法定位精度最低。當信標節點稀疏時，將部分未知節點通過質心算法轉化為信標節點迭代算法，在較低信標節點比例條件下提升3種算法定位精度。

無線傳感器網絡;非測距定位算法;信標節點密度;能耗;迭代

0 引 言

在無線傳感器網絡(WSN:Wireless Sensor Network)中節點位置信息十分重要，因為沒有攜帶位置信息的數據是毫無價值的。

目前，傳感器的定位機制是根據少量的已知信標節點(Anchor Nodes)的位置按照某種定位方法計算未知節點位置。信標節點采用GPS進行定位，能耗較高，通信成本較大，因此無線傳感器網絡大多采用有限的信標節點［1］。目前無線傳感器網絡中定位算法一般分為基于測距［2］和基于非測距［3］兩類，基于測距的定位算法需要通過測距硬件測量得到節點間實際距離或測角度硬件測量得到節點間發射夾角，使用三邊或三角或最大似然估計法計算未知節點位置;基于非測距定位算法無需測量節點之間的實際距離或方位，節點可通過某種定位機制估計未知節點位置。……