[发明专利]无线传感器网络中一种低误差的定位方法

摘要

本发明公开了无线传感器网络中一种低误差的定位方法，提出了两种改进DV‑Hop定位算法，mandist加权最小二乘法和dist加权最小二乘法。这两种算法对经典DV‑Hop算法存在误差较大的平均跳距，进行了最小跳数mandist和dist加权处理，使得改进后DV‑Hop算法能更加有效的对平均每跳距离进行估计。通过仿真结果可以看出，本文提出的两种改进算法与经典的DV‑Hop算法相比平均定位误差降低了，而且，定位精度更稳定。

主权项

无线传感器网络中一种低误差的定位方法，设无线传感器网络中信标节点1,2,3,4,...,n的坐标分别是(x1,y1),(x2,y2),(x3,y3),....,(xn,yn)，未知节点C的坐标是(x,y)；包括以下步骤：步骤A：通过典型的距离矢量交换协议，网络中的每个信标节点向邻居节点传播自身位置信息的分组，使得网络中的所有节点获得距离信标节点的最小跳数信息，这样所有节点记录每个信标节点的最小跳数；步骤B：利用其它信标节点之间的最小跳数和位置信息，让每个信标节点求出平均跳距，平均跳距的估计是利用方程(1)进行处理，hopsizeave=Σj≠i(xi-xj)2+(yi-yj)2/Σj≠ihij---(1);]]>其中，(xi,yi)是第i个节点的坐标；(xi,yi)是第j个节点坐标；hij是第i个节点至第j个节点的跳数，其中，hij是未知节点到信标节点的最小跳数，第i个节点为未知节点，第j个节点为信标节点；当一个信标节点在计算完与之无关的信标节点每跳的平均距离后，再将邻居节点广播的消息发至分组中，其中包含了周围相邻节点先得到的各信标节点的最新信息，未知节点收到的信标节点每段的平均距离，再由方程(2)计算可得到未知节点到信标节点之间的距离，di＝hij×hopsizeave (2)；步骤C：引入加权因子wi，其中wi＝1/hi，hi为参加定位的信标节点与未知节点C之间最小跳数，再利用曼哈顿距离加权函数mandist或欧氏距离加权函数dist分别加权wi，可以得出W＝mandist(wi)和W＝dist(wi)，其中；W=mandistw10000w200............000wn,W=distw10000w200............000wn;]]>步骤D：通过最大似然估计法和加权改进后的最小二乘法等算法来计算待定位节点的位置，在极大似然估计法的定位过程中，由空间坐标计算得知方程(3)：(xi-x)2+(yi-y)2=d12......(xn-x)2+(yn-y)2=dn2;]]>上方程(3)的线性方程可以表示为：CX＝D(4)；其中：C和D为方程(3)的线性代数矩阵的展开式；利用步骤C中的改进的加权因子W，对标准的最小二乘法进行加权，可得改进后低误差的未知节点C坐标为X＝(CTWC)‑1CTWD。