无线定位常用算法概述
无线传感器网络节点定位综合算法
２ １ ．６ ４ ００４（ ）
Ｃ ｍ ｕｅ ｎ ｉ ｅｉｇａ ｄＡ ｐｗ ｏ ｓ ｏ ｐ ｔ Ｅ ｇｎ ｒ ｎ ｐ ｌ￣ｉ 计算机工程 与应用 ｒ ｅ ｎ ｎ
无线 传 感 器 网络节 点 定 位综 合 算法
唐 鹭 ， 月华 ｚ伍 华健 ｚ 洪 ，
Ｔ Ｎ ｕ ， Ｎ ｕ — ｕ ２ＷＵ Ｈ ａ ｊ ｎ Ａ Ｇ Ｌ ＨＯ Ｇ Ｙ ｅ ｈ ａ， ｕ －Ｊ ａ
ｇ ｅ ｒ ｇ ａ ｄ Ａ ｐｉａｉｎ ， ０ ０ ４ （ ）８ － ８ ｉ ｅｉ ｎ ｐ ｌ ｔ ｓ２ １ ，６ ４ ：６ ８ ． ｎ ｎ ｃ ｏ
Ａｂ ｔ ａ ｔ Ａ ｎ ｅ ｒ ｔｄ ａ ｇ ｒ ｈ ｂ ｓ ｄ ｎ ＲＳ Ｉ ｓ ｄ ｓｇ ｅ ｎ ｐ ｌ ｄ ｔ ｒ ｌ ｓ ｅ ｓ ｒ ｎ ｔ ｒ ｓ ｗｉ ｍａｌ ｗ ｄｄ ｅｆ ｃｓ ｓｒ ｃ ： ｎ ｉｔ ｇ ａｅ ｌ ｏ ｔ ｍ ａ ｅ ｏ Ｓ ｉ ｅ ｉｎ ｄ ａ ｄ ａ ｐｉ ｏ ｗｉ ｅ ｓ ｓ ｎ ｏ ｅｗｏ ｋ ｔ ｓ ｌ ｏ ｆ ｔ． ｉ ｅ ｅ ｈ — ｅ
１ ． 电子科技大学 计算 机与控制学院 ， 桂林 广西 桂林 ５ １０ ４０４ ２ ． 玉林师范学院 数学与计算机 系， 广西 玉林 ５ ７ ０ ３ ００
１Ｃｏｌ ｇ ｆ Ｃ ｍｐ ｔｒ ａ ｄ Ｃ ｎｒ ｌ Ｇｕ ｈ ｉｅ ｓｔ ｆ Ｅ ｅ ｔ ｎ ｃ Ｔ ｃ ｎ ｌｇ Ｇｕ ｌ Ｇ ａ ｇ ｉ ５ ０ ４， ｉ ａ ． ｌ ｅ ｏ ｏ ｕ ｅ ｎ ｏ ｔ ， ｉ ｎ Ｕｎｖ ｒ ｉ ｏ ｌ ｃｒ ｉ ｅ ｈ ｏｏ ｙ， ｉ ｎ， ｕ ｎ ｘ ４１ ０ Ｃｈｎ ｅ ｏ ｙ ｏ ｉ ２ Ｄ ｐ ｒｍｅ ｔｏ ｔ ｅ ｔ ｓ ａ ｄ Ｃ ｍｐ ｔｒ Ｓ ｉｎ ｅ Ｙｕ ｉ ｒ ｌ Ｕ ｉｅ ｓｔ Ｙｕｉ Ｇｕ ｎ ｘ ３ ０ ０， ｈ ｎ ． ｅ ａ ｔ ｎ ｆ Ｍａｈ ｍａ ｉ ｎ ｏ ｕ ｅ ｃ ｅ ｃ ， ｌ Ｎｏ ｍａ ｎ ｖ ｒ ｉ ｃ ｎ ｙ， ｌ ｎ， ａ ｇ ｉ ５ ７ ０ Ｃ ｉ ａ
无线传感器网络多移动锚节点定位算法综述
蒋树 港 （ 上海交通大学电 子与通信工程学 院）
摘要 ： 定位是无 线传 感器 网络的基础 ， 如何在 障碍 物环境 下得到 节 点 每 隔 周 期 广 播 包 含 自身 坐 标 信 息 在 内 的信 标 数 据 较入移 动锚 包 。信 标 数 据 包 的 广播 位 置 形 成 了若 干个 相 邻 的正 三 角
节点 能有效 地在障碍物环境下提高 系统定位精度 。本 文首 先概 述开 形 。未 知节 点 接 收通 信 范 围 内 的移 动锚 节 点信 标 信 息 ， 当 展 障碍 物环 境下无线传感器 网络 的多移动锚 节点 定位 算法研究必要
性 ，然 后概 述移 动锚节点 的定位算 法和移动锚 节点的路径 问题 的两
个 方面 国 内 外研 究 现 状 。
收 到 满足 条 件 的信 标信 息后 ，未 知 节点 用 相 应 的定 位 算 法计 算 自身 位 置 。 以上提 到 的算 法相 对 于 动 态 路 径 规 划 简 单 易于 实现 ，但 是 它们 无 法 根 据 节点 分布 状 态 而 灵 活 地 变 化。
关键词 ： 无 线传 感器 网络
移动锚节点
定位算法
０ 引 言
２ ． ２ 动态 移动 锚 节点 路径 无 线传 感 器 网络 （ Ｗｉ ｒ ｅ ｌ ｅ ｓ ｓ Ｓ ｅ ｎ ｓ ｏ ｒ Ｎ ｅ ｔ ｗｏ ｒ ｋ ， 动 态移 动 锚 节 点 路 径 ，即 根据 网络 中节 点 的分 布 情 ＷＳ Ｎ）是 由大 量 的静 止 或 移动 的传 感 器 以 自组 织 和 多跳 的 方式 构成 的无 线 网络 ， 以协作 地 感 知 、 采集 、 处理 和传 输 况 和 移 动 锚 节 点 当 前 位 置 来 确 定 移 动 锚 节 点 下 一 个 位 网 络 覆 盖地 理 区域 内被 感 知 对 象 的信 息 ，并 最 终 把 这 些 置 。 移 动锚 节 点 根 据 接 收到 的 网络 信 息 自适应 调 节 移 动 路 径 。动 态 路径 是 不规 则 的图 形 ， 它利 用 未知 节 点 分布 信 信 息 发 送给 网络 的所 有者 。 并 且 使移 动 路 径 较 短 ， 从 而弥 补 了静 态 路 径 无 线传 感 器 网络所 具 有 的众 多 类 型 的传 感 器 ， 可 探测 息 动 态调 整 ， 的短 处 。 包括地 震、 电磁 、 温度 、 湿度 、 噪声 、 光 强度 、 压 力、 土壤 成 ３ 移 动锚 节点 的定 位 算法 分、 移动物体 的大小 、 速度和 方向等周边环境 中多种多样 移 动锚 节 点 的定 位 算 法分 为两 类 ： 一 类是 静态锚 节 点 的 现 象 。潜 在 的 应 用领 域 可 以归纳 为：军 事 、 航 空、 防爆 、 与移动 锚 节点 定 位 未知 节 点 ， 另 一 类只 是移 动锚 节 点定 位 救灾、 环境、 医疗 、 保健 、 家居 、 工业 、 商业 等领 域 。 未 知节 点 。 传 感器 的准 确 定位 既是 监测 目标位 置 信息 的前 提 ， 也 ３ ． １ 静 态锚 节点 与移 动锚 节 点定位 未 知节 点 是 实 现 网络拓 扑 管理 、 目标 跟 踪 、 目标 轨 迹 预 测 等 网 络 功 ＭＢ ＡＬ和 ＡＰ Ｐ定位 算 法是 典 型 的静 态锚 节 点 与移 动 能 的基 础 。 如何 以较 少 的 网络成 本获 得 较 多的锚 节 点位 置 锚 节 点 的定位 算 法 ， 移动 锚 节点 通过 未知节 点 发送 的定 位 信息， 在 网络 成 本 与定 位 性 能之 间取 得 平衡 是 实 际应 用 中 请 求 消息 周期 性 地选 择 下 一个移 动 位 置 ， 并 广 播包 含 自身 值 得研 究 的 问题 。目前 比较 实用 的定 位 方式 是利 用 一些 带 坐标 。未知 节 点通 过 Ｒ Ｓ Ｓ Ｉ 测距 方法 并接 收到 三 个 以上不 有 ＧＰ Ｓ装 置 的移 动锚 节 点 按 照有 效 规划 的移 动 路径 遍 历 共 线 的锚 节点 坐 标来 计 算 出 自身位 置 。然 后 ， 变换 为 静态 整 个监 测 区域 ， 通 过发 送 包含 自身 坐标 的信 标 数 据包 来定 锚 节 点与移 动锚 节 点定 位 未知节 点 。 位 区域 中的未 知 节点 。 该 方法 有效避 免 了无 线传 感器 网络 ３ ． ２ 移 动锚 节点 定位 未 知节 点 的 资 源浪 费 。 对于 该定 位 方式 ， 移动 锚 节 点 的路 径规 划 问 利 用 移动 锚 节 点发 射信 号 的 强度 、 位置 信 息和 贝耶 斯 题 是 需要解 决 的基本 问题 。 估计 方法进行未知节点的位置估计。 １ 国 内外 研 究 现状 ４ 小 结 无 线 传 感 器 网络 移 动 锚 节 点 定 位 技 术 领 域 主 要 集 中 可 以发现 ， 尽 管 也 有使 用移 动锚 节 点辅 助 定位 的算法 在 两个 方面 ， 即移动 锚 节 点 的路 径 规划 问题 以及 移动 锚 节 研究 ， 但 是大 部 分 的研 究主 要停 留在静 态移 动 锚 节点 的路 点 的定 位 算法 。 径规划上 ， 并 且 路 径 规 划 大 多针 对 单 个移 动 锚 节 点 ， 这种 ２移动锚节点路径问题 路 径 规划 存在 虚 拟锚 节 点 共线 ， 移 动路 径较 长 和定 位 时 间 移 动锚 节 点 的定位 算 法 中 ， 移 动 锚 节点 发 送 包含 其 自 较 长 等 问题 。能精 确定 位 的算 法 比较 少 且大 多数 研 究都是 身位 置 信 息 的信 标 数据 包 ， 在 其 移 动过 的路径 上 形成 多个 假设在理想环境下 ， 即没有障碍物 的环境下 ， 忽略了实际 虚 拟锚 节 点 ， 未 知 节点 利 用通 信 范 围 内 的虚 拟 锚 节点 的坐 应 用 中存在 障碍 物 的情 况 。因此 障碍 物 环境 下无 线传 感器 标 信 息 进行 定 位 。 有 不 少研 究人 员在 移 动锚 节点 路径 方面 网络 多移 动锚 节 点定 位 算 法研 究 ， 使移 动锚 节 点 能在 绕开 做 了研 究 ， 也 取 得 了相 应 的成 绩 。移 动 锚 节点 路径 问题 大 障碍 物 的前提 下 ，完成 对 网络 中未知 节点 的精 确 定位 ， 达 致 可 分为 两 类 ： 静 态移 动锚 节 点 路径 和 动 态移 动锚 节 点 路 到 定位 精 确度 高 、 定 位 覆盖 范 围广 且定 位 时 间短 三个 基本 径。 要求。 ２ ． １ 静 态移 动锚 节 点 路径 参考文献 ： 静 态 移 动 锚 节 点 路径 是 指 ：移 动锚 节 点 按 照预 先 规 划好 的路 径 在 网络 中移 动 ，研 究 正 六 边 形 移 动 路 径 的移 ｗｉ ｒ ｅ ｌ ｅ ｓ ｓ ｓ ｅ ｎ ｓ ｏ ｒ ｎ ｅ ｔ ｗｏ ｒ ｋ ｓ ｗｉ ｔ ｈ ａ ｍｏ ｂ ｉ ｌ ｅ ｂ ｅ ａ ｃ ｏ ｎ 动 锚 节 点定 位 算 法 中 ， 假 设监 测 区域 是 正 方形 ， 移 动锚 节 ｔ ｅ ｒ ｎ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ Ｃｏ ｌ ｎ ｆ ｅ ｒ ｅ ｎ ｃ ｅ ｏ ｎ Ｍ ｏ ｂ ｉ ｌ ｅ Ａｄ － 点 在 监 测 区域 中按 照 正六 边 形 的移 动 路 径 移 动 ，移 动锚 ｔ ｅ ｎｓ ｒ ，Ｐ Ｐ．１ ７ ４ —１ ８ ３ ， Ｏｃ ｔ ． ２ ０ ０ ４．
无线传感器网络APIT定位算法
随着计算机网络技术、通信技术、嵌入式技术和传感器技术的飞速发展和日益成熟，具有感知能力、计算能力和通信能力的微型传感器及其构成的无线传感器网络WSN(Wireless Sensor Network)引起了人们的极大关注。
这种传感器网络具有低功耗、低成本、自组织的能力，能够自动进行配置和适应环境的变化，具有动态可重构性等特点，能够通过协作实时监测、感知和采集网络，分布区域内的各种环境或监测对象的信息并传送到控制中心，因而被广泛应用于国防军事、国家安全、精细农业、环境监测、智能家居、城市交通以及预防与减灾、人员营救、目标跟踪等方面，适用于在人们无法接近的极端恶劣或特殊环境下监测事件发生的地点[1]。
传感器节点通过飞行器撒播、人工埋置和火箭弹射等方式任意撒落在被监测区域内。
节点的位置信息都是随机的，节点所采集到的数据，若没有位置信息几乎没有应用价值[1]。
所以在无线传感器网络应用中，节点的定位一直是关键问题，同时也是人们研究的热点。
由于传感器节点采用电池供电，节点数量巨大，成本太高，能量有限。
因而利用GPS或其他方式先对网络中的少量节点(锚节点)进行定位，其他大部分节点以锚节点位置为参考，应用各种定位算法实现自身定位。
根据目前出现的定位算法对节点位置估测机制的不同可以分为两大类：基于距离相关的定位算法(Range-Based Localization Schemes)和基于距离无关的定位算法(Range-Free Localization Schemes)。
前者需要测量相邻节点间的绝对距离或方位，并利用节点间的实际距离来计算未知节点的位置；后者不需要自己与锚节点之间的距离或角度信息，而是根据网络连通性等信息估算出自己与锚节点间的距离。
基于距离相关的定位算法使得传感器节点造价增高，消耗了有限的电池资源，而且在测量距离和角度的准确性方面需要大量的研究。
基于距离无关的定位算法则不需要知道未知节点到锚节点的距离或者不需要直接测量此距离，在成本和功耗方面比基于测距的方法具有优势[1]。
uwb室内定位原理
uwb室内定位原理UWB（Ultra-Wideband）室内定位原理概述：UWB（Ultra-Wideband）室内定位技术是一种基于无线通信的定位技术，其原理是利用宽带信号在室内环境中的多径传播特性，通过测量信号的到达时间、信号强度等参数，实现对移动目标的准确定位。
本文将详细介绍UWB室内定位的原理及其应用。
一、UWB室内定位原理1. 多径传播特性UWB室内定位的核心是利用宽带信号在室内环境中的多径传播特性。
多径传播是指信号在传播过程中，经过不同路径到达接收器，形成多个接收信号。
这些接收信号之间存在不同的路径长度、相位差和功率差，通过对这些参数的测量和分析，可以实现对移动目标的定位。
2. 时间测量UWB室内定位中最常用的测量参数是到达时间。
发送器发送一个宽带脉冲信号，接收器接收到信号后，通过测量信号到达接收器的时间差，可以计算出信号的传播距离。
利用多个接收器同时测量到达时间，可以得到多个距离值，从而实现对目标位置的定位。
3. 信号强度测量除了时间测量，信号强度也是UWB室内定位中常用的参数之一。
信号在传播过程中会受到衰减、散射等影响，这些影响因素会导致信号强度的变化。
通过测量接收到的信号强度，可以推算出移动目标与接收器之间的距离。
结合时间测量的结果，可以得到更准确的定位信息。
4. 定位算法UWB室内定位的核心是通过测量多径传播特性中的到达时间和信号强度等参数，利用定位算法计算出移动目标的位置。
常用的定位算法包括最小二乘法、贝叶斯滤波等。
这些算法可以通过对测量数据进行处理和分析，实现对目标位置的估计和预测。
二、UWB室内定位的应用1. 室内导航UWB室内定位技术可以应用于室内导航系统。
通过在建筑物内部布置UWB定位设备，可以实现对人员和物品的准确定位和导航。
这对于大型商场、机场、医院等场所来说，可以提高工作效率和用户体验。
2. 室内安全UWB室内定位技术在安防领域也有广泛的应用。
通过在室内环境中布置UWB定位设备，可以实现对人员和物品的实时监控和定位。
基于WiFi的人员定位系统(RTLS无线定位)方案
基于WiFi的人员定位系统(RTLS无线定位)方案一、RTLS系统概述近年来，随着信息技术在外勤人员定位管理及移动资产跟踪定位管理的应用，移动考勤系统与资产跟踪定位正在进入一个新的飞速发展时期, 计算机技术、RFID技术的不断突破给这一领域注入了新的活力，系统开始向自动化、系统化、多元化发展，从而实现使企业综合信息网络化、过程控制自动化、安全管理信息化、生产集约高效化，实现信息与业务之间完全融合、信息共享，将是现代企业发展的更高追求。
苏州新慧物联科技有限公司基于无线网络Wi-Fi的实时定位系统(RTLS)是业界最精确、最简便可行、最具成本效益的WiFi资产和人员跟踪系统解决方案，系统广泛应用于生产制造和供应链管理、医院系统、化工与危险品跟踪、采矿业、游乐场所、政府和军队等行业。
新慧物联的RTLS系统解决方案使得资产管理部门能够快速寻找资产设备和提高服务效率, 使管理者减少因寻找资产设备设备而浪费的时间。
对必须定时进行预防性维修保养的资产设备提供快速的定位寻找提高服务反应. 还可以对特定人员如外勤、保安、仓管等进行定位跟踪，以便在任何角落快速找到目标。
遇到紧急情况，携带有RFID射频标签的人员可以按下警报按钮发送信号到监控部门寻求帮助。
这可减少搜索目标人员的时间，得到更快的响应。
当有带有WiFi标签但未经授权人员进入限制区时，系统会发出信息给监控部门示警，这可有效防止不必要的意外发生，增强安全管理级别。
通过实时定位跟踪资产和人员的位置，可以为管理者提供显著价值的相关信息，能使各种致力于追求提高反应速度、管理水平和效益的企业受惠。
二、RTLS系统工作原理新慧物联科技基于WiFi的实时定位技术是完全建立在软件基础上，能够不断地实时监控无线网络WiFi覆盖区域内的资产和人员，并实现精确定位跟踪。
使用者可以在一定范围的网络上通过应用软件或者应用程序界面来接受RTLS系统实时传送的信息，对人员进行实时定位与跟踪管理，以提高安全性和工作流程;同时，能够在设施之间对设备进行精确有效地定位、管理和重新部署，优化了资产的能见度，实现最大化的利用率和投资回报率。
三角时差定位法-概述说明以及解释
三角时差定位法-概述说明以及解释1.引言1.1 概述概述三角时差定位法是一种基于三个或更多个位置的时差测量原理而实现的定位方法。
通过测量信号到达不同位置的时间差，进而计算出目标物体的准确位置。
这种定位方法广泛应用于无线通信、雷达定位、卫星导航等领域。
三角时差定位法的原理非常简单，基本思想是通过测量信号到达不同位置的时间差，然后利用三角几何关系计算目标物体的位置。
在实际应用中，首先需要在已知与目标物体之间的距离的基础上，选择至少三个位置进行测量。
通过测量不同位置上的时差，再利用三边定位法或者多边定位法，就可以确定目标物体的准确位置。
三角时差定位法具有许多优点。
首先，它不依赖于目标物体的速度信息，只需要测量信号到达不同位置的时间差即可，因此可以适用于各种运动状态的目标物体。
其次，由于该方法利用了多个位置的信息，可以提高定位精度，减小误差。
此外，三角时差定位法结构简单，实现成本较低，比较容易在实际应用中推广和使用。
然而，三角时差定位法也存在一些限制和挑战。
首先，测量时差的准确性对于定位精度至关重要，而现实中存在多种误差源，如信号传播延迟、多径效应等，这些误差会对定位结果产生影响。
其次，三角时差定位法在测量过程中需要多个位置的协同工作，在实际应用中可能受制于环境条件和设备约束。
因此，如何解决这些问题，提高定位精度和可靠性，是今后研究和发展的重点。
总之，三角时差定位法是一种基于时差测量原理的定位方法，具有广泛的应用前景。
它通过测量不同位置上信号到达时间的差异，实现对目标物体位置的准确定位。
尽管该方法存在一些挑战和限制，但随着技术的不断发展和研究的深入，相信三角时差定位法在未来会有更广泛的应用和更高的定位精度。
文章结构部分的内容可以参考以下建议：文章结构部分主要介绍本文的整体结构安排，为读者提供一个整体的导览，帮助读者更好地理解文章内容和组织思路。
在三角时差定位法这篇文章中，我们将按照以下结构来进行论述和展开：1. 引言：- 1.1 概述：在这一部分，我们将简要介绍什么是三角时差定位法以及它的背景和基本概念，让读者对该定位法有一个基本的了解。
一种高精度的无线传感器网络定位算法
Ｃ ａ ｇｈ １５ ０ Ｃ ｉａ ｈ ｎ ｓｕ２ ５ ０ ， ｈｎ ） Ａ ｓｒｃ：Ｌ ｃｌ ａ ｏ ｃｎ ｌ ｙｉ ｏｅ ｏ ｔｅｋｙｔ ｈ ｏ ｇｅ ｉ ｗｒｌｓ ｓｎｏ ｅ ｏｋ （ Ｎ ） Ｏ ｈ ｂ ｔａｔ ｏａｚｔ ｎｔ ｈ ｏ ｇ ｓ ｎ ｆ ｈ ｅ ｃ ｎｌ ｉ ｎ ｉ ｅｓ ｅｓｒｎ ｔ ｒｓ ＷＳ ｓ ． ｎｔｅ ｉ ｉ ｅ ｏ ｅ ｏ ｓ ｅ ｗ
信息 ， Ｉ 及 一 个 初 始 值 为 ｌ的 表 示 跳 数 的 参 数 。此 信 标 Ｄ以
无 线传 感器 网络 （ Ｎ ） ＷＳ ｓ 由大量 密集分 布的传感 器 网 络节点 组成。每个节点具 有有 限的计算处 理 、 线通 信和 无 存储能 力 ， 能够近距离 感知周 围 的环 境。节点之 间 以 自组
ｂ ｓｓｏ ｎ ｌｓｓ ｏ ｈ Ｖ— ｐ ａｇ ｒｔ ｍ ， ｎ ｉ ｒ ｖ ｄ ａ ｇ ｒｔ ｍ Ｂ ａ ｉ ｆ ａ ａｙ ｉ ｆ ｔ ｅ Ｄ Ｈｏ ｌ ｏ ｈ ｉ ａ ｍｐ ｏ ｅ ｌｏ ｈ Ｃ ＤＶ— ｐ ｉ ｂ ｏ ｇ ｔ ｏ ｔ Ｔ ｅ ｃ ｎ ｅ ｔ ｏ ｉ Ｈｏ ｓ ｒ ｕ ｈ ｕ ． ｈ ｏ ｃ ｐ ｆ
２１ ０ １年 第 ３ ０卷 第 １ ２期
传感 器与微系统 （ ｒｎｄ ｃｒ ｎ ｃｏｙｔ ｅｈｏ ｇｅ） Ｔａｓｕｅ ｄＭｉ ｓｓ ｍ Ｔ ｃｎｌ ｉｓ ａ ｒ ｅ ｏ
１９ ３
一
种 高 精 度 的无 线 传 感 器 网络 定 位 算 法
徐 江 ， 焕 延 钱 ，严筱 永 ，高德 民
Ａ ｉ ｈ ｐ ｅ ｉｉ ｎ ｏ ａ ｉ ａ ｉ ｎ ａ ｇ ｒｔ ｍ ｏ Ｓ ｈ ｇ ｒ ｃ ｓｏ ｌ ｃ ｌｚ ｔｏ ｌ ｏ ｉｈ ｆ ｒ Ｗ Ｎｓ
Ｘ ｉ ｇ’ Ｉ Ｎ Ｈ ａ －ａ Ｙ Ｎ Ｘ ａ—ｏ ｇ ，Ｇ Ｏ Ｄ — ｉ Ｕ Ｊ ｎ ，Ｑ Ａ ｕ ｎｙｎ ， Ａ ｉ ｙｎ Ａ ｅｒ ｎ ａ ｏ ａ
水下无线传感器网络定位算法综述
１引 言
过发射不 同功率强度的信号来定位未知节点， 未知节点接收信号 并
Ｄ 和信 号强度 ， 并将记录的信息发送至汇聚节点 。 汇聚 地球表面大． ｅ ４ ７ ｏ ￣ 的面积被海洋覆盖 ， 水压 、 洋流等不确定海洋 记录锚节点Ｉ 节点根据 已知的锚节点位置和其发射信号强度 ， 利用适当的信号传 环境严重 限制 了 人类对海洋信息收集 与获取 ， 随着科学技术的不断
区域定位方 案（ Ａｒ ｅ ａ Ｌ ｏ ｃ ａ ｌ ｉ ｚ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｓ ｃ ｈ ｅ ｍｅ — ＡＬ Ｓ ） ［ ２ １ 。 锚 节点通
差并将其转换为距离差 。 第２ 步， 利用 三边 测量法 定位未知节点。
水 下节点 定位（ Ｕｎ ｄ ｅ ｒ ｗａ ｔ ｅ ｒ Ｓ ｅ ｎ ｓ ｏ ｒ Ｐ ｏ ｓ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ ｉ ｎ ｇ —ＵＳ ｐ ） ｔ ６ １ 。
入 点， 从 固定定位算法、 移动定位 算法以及 混合 定位算法三个类型介 绍 了几种典型的定位算法， 最后， 文章还 对水 下无线传感器 网络 定位算
法 的研 究 方 向进 行 了总 结 和 展 望 。
关键 词： 水 下无 线传感 器 网络 ； 定位 算法 ； 定位 技术
中图分类号： Ｔ Ｐ ２ １ ２ ． ９ 文献 标 识 码 ： Ａ 文章 编 号 ： １ ０ ０ ７ — ９ ４ １ ６ （ ２ ０ １ ７ ） ０ ９ ． ０ １ ３ １ － ０ ３
算法分析
镪 ｌ
舞
’ Ｉ与 应 用
发展 ， 对海洋资源的开发 与利用 日益成为现代世界各 国的焦点 。 水 播算法绘制所有 以不 同锚节点发射信号 区分 的区域 内部 节点分布 最终实现未知节点定位 。 下无线传感器 网络随之成为研究的热点， 并在环境监测 、 灾难预报 、 图，
无线传感器网络节点定位算法综述
Ｋｅ ｒ ｓ： ｒ ｌｓ ｅ ｏ ｅ ｏ ｋ； ｏ ｅ ｌ ｃ ｉ ａ ｏ ｌ ｃ ｌ ａ ｏ ｇ ｒｔｍ ｓ ｙ ｗｏ ｄ ｗｉｅｅ ｓｓ ｎｓ ｒｎ ｔ ｒ ｎ ｄ ｏ ａｚ ｔ ｎ；ｏ ａｉ ｔ ｎ ａ ｏ ｈ ｗ ｌ ｉ ｚ ｉ ｌ ｉ
节 点定位 是通 过 一 定 的技 术 、 法 和手 段 获 方
１ 节 点 定 位原 理
在本文中， 已知 自身位置的传感 器节点为信 标节点； 不能确定 的自身位置的节点为未知节点； 通信半径内的所有节点都是该节点的邻居节点。
在 传感 器节 点定 位过 程 中 ， 知 节 点 在 获 得 未
Ａ ｖｅ ｏ ｃ ｌ ａ ｉ ｎ Ａｌ ｏ ｉｈ ｎ Ｗ ｉｅｅ ｓＳ ｎ ｏ ｔ ｒ Ｒｅ ｉｗ ｆＬｏ ａｉ ｔ ｇ ｒｔ ｍｓ ｉ ｒ ｌｓ ｅ ｓ ｒ Ｎｅ ｗｏ ｋ ｚ ｏ
Ｌ ｕ Ｌ ｕ ｎｙ ａ ／Ｊ ｎ ＩＹ ａ －ｕ ｎ
（ ｅａｔ ｎ ｆ ｔａ－ｅｔｃｌａｄＣ ｍｐ ｔ ｎ ｉｅｄ ｇＵｎｖｒｉ ｆ ｈｎ ｈｉ ｏ ｃｅｃ ｎｄＴ ｃｎ ｌｇ ，ｈ ｇ ａ２ ０ ９ ） Ｄ ｐｒ ｔ Ｏｐｉ ｌ ｌｃ ｉ ｎ ｏ ｕｅ Ｅ ｇ ｃ ｎ ， ｉｅｓｙｏ ａｇ ａ ｆｒ ｉｎｅａ ｍｅ ｏ ｃ ｅ ｒａ ｒ ｎ ｔ Ｓ Ｓ ｅｈ ｏｏ ｙ Ｓ ａ ｈ ０ ０ ３ ｎ ｉ
绍 了几种代表 性 算法的 原理和 特 点。通过 对现 有 算法 的分析 比较 ， 出 了可 能的 热点研 究方 向。 指 关键词 ： 线传感 器 网络 ； 点定位 ； 无 节 定位 算 法
中图分类 号 ：Ｐ ９ Ｔ ３３ 文 献标 志码 ： Ａ 文章编 号 ：６ １— ４ ６ ２ １ ）５— ０ １ ０ １ ７ ０ ３ （０ ０ ０ ０ ５ — ４
无线监测定位：TDOA_AOA混合定位算法应用
无线监测定位：TDOA_AOA混合定位算法应用作者：暂无来源：《上海信息化》 2015年第11期在无线电干扰查处定位过程中，基于TDOA_AOA的混合定位法，是目前无线电监测网络锁定未知信号源的最合适定位算法。
然而，要实现较高的定位精度，仍需对TDOA软件的兼容性、算法复杂度进行相应改进。
文／朱冉随着无线电频谱使用密度逐步提高，无线电干扰查处任务不断增加。
当前，无线电监测网络已基本形成，但由于建设成本等因素制约，监测站数量有限。
当不明信号源出现时，无线电管理部门只能根据各监测站接收的电平大小大致确定不明信号源的区域，然后利用监测车大范围实地查找，最终确定其位置。
利用现有的无线电监测网络实现对不明信号源的定位，可以提高现有监测网络的利用率，并提高无线电管理部门的工作效率。
基于TDOA_AOA的混合定位算法通过利用多种不同类型的信号特征测量值进行定位估计，最少只需要一个测向站与一个不带测向功能的普通监测站就能完成目标信号源的定位，降低定位系统设备成本，并能保证一定的定位精度。
无线定位技术无线电定位即通过不同接收站对信号参数的估计来获得信号发射源的位置。
根据定位时采用的信号特征参数不同，有以下几类基本定位技术：基于信号到达时间（TOA，Time of Arrival）定位法。
这类方法需要发信机配合携带相关信息，较多用于移动通信网络中。
基于信号到时间定位法是发射机在发射内容中包含发射时间戳信息，接收机在接收信号时与发射时间戳对比，进而得卅信号传输时间获得距离信息。
基于信号到达时间差（TDOA，Time Difference of Arrival）定位法。
该方法是通过测出信号从发射机传输到两个监测站的到达时间差TDOA来确定目标发信机的位置。
根据多个TDOA 数据对应的多条双曲线的交点来估计目标发信机的位置。
由于通过两个监测站的TDOA计算，只能得到一条目标信号源可能位置的双曲线，要准确定位目标信号源位置，至少需要3个监测站组成定位系统同时工作。
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无线定位算法综述
一无线传感网络与节点定位
1. 无线传感网络中的关键技术
无线传感器网络作为当今信息领域新的究热点，涉及多学科交叉的研究领域，涉及到非常多的关键技，主要包括：拓扑控制；网络协议；网络安全；时间同步；定位技术；数据融合；嵌入式操作系统；无线通信技术；跨层设计和应用层设计。
2. 无线传感器网络节点定位机制
无线传感器网络节点定位问题可表述为：依靠有限的位置己知节点即信标节点(锚节点)，确定布设区中其它未知节点的位置，在传感器节点间建立起一定的空间关系的过程。
无线定位机制一般由以下三个步骤组成：
第一步，对无线电信号的一个或几个电参量(振幅、频率、相位、传播时间)
进行测量，根据电波的传播特性把测量的电参量转换为距离、距离差及到达角度等，用来表示位置关系；
第二步，运用各种算法或技术来实现位置估计；
第三步，对估计值进行优化。
3. 节点间距离或角度的测量
在无线传感器网络中，节点间距离或角度的测量技术常用的有RSSI、TOA、TDOA和AOA等。
4. 计算节点位置的基本方法
(1) 三边测量法
(2) 三角测量法；
(3) 极大似然估计法。
5. 无线传感器网络定位算法的性能评价
几个常用的评价标准：定位精度；规模；锚节点密度；节点密度；覆盖率；容错性和自适应性；功耗；代价。
6. 无线传感器网络定位技术分类
（1）物理定位与符号定位；
（2）绝对定位与相对定位；
（3）紧密耦合与松散耦合；
（4）集中式计算与分布式计算；
（5）基于测距技术的定位和无须测距技术的定位；
（6）粗粒度与细粒度；
（7）三角测量、场景分析和接近度定位。
二典型的自身定位系统与算法
到目前为止，WSN 自身定位系统和算法的研究大致经过了两个阶段。
第1 阶段主要偏重于紧密耦合型和基于基础设施的定位系统。
对于松散耦合型和无须基础设施的定位技术的关注和研究可以认为是自身定位系统和算法研究的第2 阶段。
1. Cricket定位系统
未知节点使用TDOA技术测量其与锚节点的距离，使用三边测量法提供物理定位。
2. RADAR系统
建立信号强度数据库，通过无线网络查询数据库，选择可能性最大的位置定位自身。
在三边测量定位方式下，未知节点根据RSSI计算与多个基站的距离，然后使用三边测量法定位，
3. AHLos系统
AHLos算法中定义了3 种定位方式——原子式、协作式和重复式最大似然估计定位(atom,collaborative和iterative multilateration)。
atommultilateration就是传统的最大似然估计定位。
Collaborative multilateration特点是同时定位跨越多跳的一组节点。
Iterative multilateration是未知节点成功定位自身后,将其升级为锚节点，并进入下一次循环。
4. N-hop multilateration primitive 定位算法
给出了判定节点是否可参与collaborative multilateration的充分条件，并使用卡尔曼滤波技术循环定位求精。
5. Generic Localized Algorithms
详细指定了未知节点接受位置估算并升级为锚节点的条件。
6. 凸规划定位算法
把整个网络模型化为一个凸集，然后使用半定规划和线性规划方法得到一个全局优化的解决方案。
7. 质心算法
确定自身位置为锚节点所组成的多边形的质心。
8. APIT算法
该算法的主要思想是:首先未知节点收集所有邻居锚节点的信息，并测试未知节点是否位于不同的三个锚节点组成的三角形内，计算所有包
含该未知节点的三角形的重叠的区域，并用该区域的质心作为未知节点
的坐标。
9. APS算法
APS算法包括6种定位算法:DV-Hop，DV-distance，Euclidean，DV-coordinate，DV-Bearing和DV-Radial。
DV-Hop算法由3个阶段组成：首先所有节点获得距锚节点的跳数，然后计算网络平均每跳距离；第三阶段使用三边测量法确定节点的位置。
DV-distance算法与DV- Hop类似，所不同的是相邻节点使用RSSI测量节
点间点到点距离。
Euclidean定位算法给出了计算与锚节点相隔两跳的未知节点位置的方法。
在DV-coordinate算法中，建立局部坐标系统(以自身位置作为原点)。
随后，相邻节点交换信息，从邻居那里接收锚节点的信息并将其转化为自身坐标系统中的坐标后，可使用以下两种方法定位自身:
(1)在自身坐标系统中计算出距离，并使用这些距离进行三边测量定位;
(2)将自身坐标系统转换为全局坐标系统。
这两种方法具有相同的性能。
DV-Bearing和DV-Radial算法提出了以逐跳方式跨越两跳甚至三跳来计算与锚节点的相对角度，最后使用三角测量定位的方法。
10. SPA(self-positioning algorithm)相对定位算法
它选择网络中密度最大处的一组节点作为建立网络全局坐标系统的参考点并在其中选择连通度最大的一个节点作为坐标系统的原点。
首先根据节点间的测距结果在各个节点建立局部坐标系统，通过节点间的信息交换与协调，以参考点为基准通过坐标变换(旋转与平移)建立全局坐标系统。
11. Cooperative ranging和Two-Phase positioning定位算法
它们都分为启始和循环求精两个阶段。
启始阶段着重于获得节点位置的粗略估算。
而在循环求精阶段，每一次循环开始时每个节点向其邻居节点广播它的位置估算，并根据从邻居节点接收的位置信息和节点间测距结果，重新执行三边测量。
12. MDS-MAP定位算法
MDS-MAP 算法由3 个步骤组成:
(1)首先从全局角度生成网络拓扑连通图，并为图中每条边赋予距离值。
当节点具有测距能力时，该值就是测距结。
当仅拥有连通性信息时，所有边赋值为1。
然后使用最短路径算法，生成节点间距矩阵。
(2) 对节点间距矩阵应用MDS 技术，生成整个网络的2 维或3 维相对坐标系统。
(3) 当拥有足够的锚节点时(2 维最少3 个,3 维最少4 个),将相对坐标系统
转化为绝对坐标系统。