基于地形自适应校正的无线传感器网络三维定位机制

发布时间：2017-11-27 18:43

  本文关键词：基于地形自适应校正的无线传感器网络三维定位机制

  更多相关文章： 无线传感器网络 三维DV-hop 适应地形 定位精度

【摘要】：随着科技的进步和无线传感器应用范围的不断扩大,无线传感器网络三维定位算法逐渐成为了研究的热点。如何提高定位精度是研究的主要目标,使用三维DV-hop算法对无线传感器进行定位时,存在定位误差较大且不稳定的问题,使三维DV-hop算法的实际应用能力较差。本文提出了基于地形自适应校正的无线传感器网络非测距三维定位算法。应用地形的特点,将最小二乘法所求得的结果进行适应地形处理,地形由简到繁,逐步接近真实复杂地形,提出了5种不同的适应地形算法,较大幅度提高了定位的精确度。论文主要研究工作如下:1.无线传感器网络定位算法介绍。本章的重点是对常用的定位算法进行阐述,然后对三维非测距DV-hop定位算法的执行步骤和计算方法进行详细解释。最后介绍了相对定位误差的概念,用以判断定位算法的优劣。2.地形自适应校正算法在函数模型中的应用。针对经典三维DV-hop算法定位精度较低的问题,提出利用地形条件对经典算法定位结果进行校正的理论。研究初期,截取部分球体模拟山头地形,将定位点投影到山头地形表面上的点,用该投影点代替原计算结果进行适应地形校正。随后引入二维高斯分布密度函数来模拟山头地形,比规则函数更具有一般性,因二维高斯分布密度函数模拟的山头不规则,很难直接进行投影,针对这个问题提出了近似投影校正算法。3.地形自适应校正算法在地形网格数据中的应用。为了进一步接近真实的地形环境,引入较接近真实地形的地形网格数据,将定位点向网格上的3个点确定的面进行投影,投影点即为校正后的未知节点位置。为解决因点到面校正计算较为复杂的问题,引入向量垂直投影算法。在用高斯密度函数模拟的山头地形网格数据实验中,该方法较大幅度提高了定位精度。上述算法在实际应用时的计算复杂度仍然较高,因此引入向量和投影算法来进一步简化运算复杂度。运用向量和运算,取向量和的二分之一对定位点进行校正,该方法有效的减少了运算步骤,使得算法复杂度得到有效的降低。综上所述,本文的主要贡献是在无线传感器网络三维定位的过程中引入了地形特征,有效提高了定位精度。首先将适应地形的思想应用到了简单的半球形地形上,随后引入二维高斯分布密度函数模拟山头地形,增加地形的复杂度。最后使用最接近真实地形的网格数据,使用3种不同的算法,不断简化计算步骤,使得算法的适应能力得到有效的提高。
【学位授予单位】：江西理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TP212.9;TN929.5

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