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無線傳感器網(wǎng)絡差分修正定位算法的改進

作者: 時間:2012-07-03 來源:網(wǎng)絡 收藏

1.3
傳統(tǒng)如圖1所示,信標節(jié)點為A(x1,y1),B(x2,y2),C(x3,y3),未知節(jié)點M(x,y)。D(x4,y4)是與未知節(jié)點M最近的信標節(jié)點,令其為參考節(jié)點。差分參考節(jié)點D到信標節(jié)點A,B,C的實際距離分別為dDA,dDB,dDC;未知節(jié)點M到信標節(jié)點A,B,C的測量距離分別為dA,dB,dC。通過信標節(jié)點對差分參考節(jié)點的實現(xiàn)對未知節(jié)點坐標的校正。

本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/160349.htm

c.JPG


首先通過A,B,C用三邊測量法求出D點的測量坐標l.jpg,與D點的實際坐標相比較,得出偏移量(△x,△y)。用同樣的辦法通過A,B,C對M點進行,得出M點的測量坐標n.jpg。在這里,可以將差分參考點D的偏移量近似作為未知節(jié)點M的偏移量。M點的測量坐標加上差分參考點D的偏移量,得出M的定位坐標(x,y)。如式(7)所示:
d.JPG

2 的差分與實現(xiàn)
傳統(tǒng)的差分修正算法中,差分修正參考點的選取存在一些不合理的因素。該算法要取得較好的定位效果必須有一個信標節(jié)點在未知節(jié)點附近。在實際應用場合,這一條件通常難以滿足:在信標節(jié)點密度有限的情況下,未知節(jié)點處于信標節(jié)點附近不是一個大概率事件。如圖2所示,未知節(jié)點距離各個信標節(jié)點的距離都不是很接近,在定位區(qū)域內(nèi)無法選出最優(yōu)參考點,那么此時采用最近的參考點對未知節(jié)點校正,就會產(chǎn)生很大的誤差。

e.JPG


本文提出的差分修正算法,利用各信標節(jié)點分別作為參考點進行差分修正,從一定程度上可以避免此類問題的出現(xiàn)。
2.1 的差分修正定位算法模型
首先,根據(jù)接收到的RSSI的大小,確定距離未知節(jié)點M最近的三個信標節(jié)點。以這三個信標節(jié)點確定一個三角形,求出這個三角形的質(zhì)心。距離該質(zhì)心最近的信標節(jié)點作為定位計算的第四個信標節(jié)點,此四點所圍成的區(qū)域,便是未知節(jié)點所在的最小區(qū)域。
然后,以A,B,C,D為信標節(jié)點對未知節(jié)點M進行定位。首先以A點作為差分修正參考點,B,C,D作為信標節(jié)點,利用式(7)得出M以A為差分修正點的定位坐標(xma,yma)。然后分別以B,C,D作為差分修正參考點對M(X,Y)進行定位,得到差分修正坐標(xmb,ymb),(xmc,ymc),(xmd,ymd)。
在傳統(tǒng)的差分修正算法中,沒有充分利用其他信標節(jié)點對節(jié)點位置影響力的大小,影響了定位精度。改進的差分修正算法,通過加權因子來體現(xiàn)信標節(jié)點對節(jié)點位置坐標決定權的大小。根據(jù)差分參考點到未知節(jié)點的距離對差分修正坐標進行加權修正,計算出M的坐標。
f1.jpg
式中:dA,dB,dC,dD為信標節(jié)點到未知節(jié)點的距離。因子f.JPG體現(xiàn)了距離未知節(jié)點越近的信標節(jié)點作為參考點時,對未知節(jié)點坐標位置的影響力越大。通過這種內(nèi)在關系的反映來達到提高定位精度的目的。



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