无线定位算法综述
无线传感器网络的节点定位算法研究
无线传感器网络的节点定位算法研究一、概述无线传感器网络是目前研究热点之一，其应用已经涉及到军事、环境监测、智慧城市等诸多领域。
在无线传感器网络中，节点的精确定位算法一直是研究的重点和难点。
节点定位算法的准确性直接关系到无线传感器网络的数据质量，其可靠性和耐久性也直接影响到整个系统的性能和可用性。
本文将从无线传感器网络的节点定位方式入手，结合实际应用场景，对节点定位算法进行详细分析和研究。
二、定位方式根据节点定位方式的不同，将节点定位分为以下三种方式：1.空间定位法空间定位法是利用多个已知位置节点的信号信息来计算未知位置节点的位置。
常用的方法有多普勒定位法、GPS定位法等。
2.信号定位法信号定位法是通过测量节点之间的信号强度、传输时间等属性来计算节点的位置，常用的方法有距离测量法、角度测量法等。
3.混合定位法混合定位法是将空间定位法和信号定位法进行结合，一方面补充信号定位法的不足，另一方面提高节点定位的准确性。
常用的方法有加权一致算法、最小二乘法等。
三、节点定位算法1.多普勒定位算法多普勒定位算法是基于多普勒效应的信号测量技术，通过测量信号的多普勒频移来计算未知节点的位置。
它是一种无需接收信号时间同步的定位技术，具有高精度、大距离等优点。
但是，由于受环境因素影响较大，如多普勒频移量过小、线性动态范围过小等原因，多普勒定位算法的精确度和可靠性存在一定的局限性。
2.GPS定位算法GPS定位算法是基于卫星定位技术的一种节点定位算法，其基本原理是通过多个卫星上的可见性信息，并利用卫星上的精确钟和伪距差来计算出节点的位置。
GPS定位算法具有定位精度高、可靠性强的优点。
但是，由于信号的遮挡、突变、传播延迟等原因，GPS定位算法在城市、山谷等环境下定位精度较低。
3.基于角度的定位算法基于角度的定位算法主要是利用节点间的角度信息来计算节点的位置。
常用的角度测量法有方向余弦法、最大似然法和迭代加权最小二乘法等。
基于角度的定位算法相比其他算法，具有计算所需的信息链路较少、系统复杂度较低等优点。
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．
无线传感器网络中节点定位算法的使用教程
无线传感器网络中节点定位算法的使用教程无线传感器网络（Wireless Sensor Networks，WSNs）是由许多分布在特定区域内的无线传感器节点组成的网络系统。
节点的定位是WSNs中的一个重要问题，准确的节点定位可以帮助我们更好地理解和控制环境。
本文将为您介绍几种常见的无线传感器网络节点定位算法，并提供相应的使用教程。
一、距离测量节点定位算法距离测量是节点定位的一种常见方法，通过测量节点之间的距离来确定节点的位置。
常用的距离测量节点定位算法包括三角定位法和多边形定位法。
1. 三角定位法三角定位法基于三角形的边长和角度来计算节点的位置。
首先，选择三个已知位置的节点作为参考节点，测量参考节点间的距离和角度。
然后，通过计算未知节点相对于参考节点的距离和角度，使用三角学原理计算未知节点的位置。
使用教程：在使用三角定位法时，需要提前部署一些已知位置的节点作为参考节点。
首先，通过测量参考节点间的距离和角度，计算出它们的位置信息。
然后，在需要定位的节点周围布置足够多的参考节点，测量它们与参考节点之间的距离和角度。
最后，通过三角定位算法计算出目标节点的位置。
2. 多边形定位法多边形定位法利用几何多边形的边长和角度来计算节点的位置。
首先，选择若干个已知位置的节点作为多边形的顶点。
然后，测量各个顶点之间的距离和角度，并计算出多边形的边长和角度。
最后，通过多边形定位算法计算出未知节点相对于多边形的位置，从而确定未知节点的位置。
使用教程：使用多边形定位法时，首先选择若干个已知位置的节点作为多边形的顶点。
然后，测量各个顶点之间的距离和角度，计算出多边形的边长和角度。
最后，在需要定位的节点周围布置足够多的参考节点，测量它们与多边形顶点之间的距离和角度。
通过多边形定位算法，计算出目标节点相对于多边形的位置，最终确定目标节点的位置。
二、信号强度测量节点定位算法信号强度测量是利用节点之间的信号强度来进行定位的方法，常用的信号强度测量节点定位算法有收集定位法和概率定位法。
无线传感器网络节点定位技术综述
无线传感器网络节点定位技术综述【摘要】无线传感器网络节点定位技术是无线传感器网络中的重要研究方向，通过准确的节点定位可以提高网络性能和应用效果。
本文首先介绍了全局定位技术和局部定位技术的概念及应用，然后详细讨论了基于声波、RFID和GPS的节点定位技术。
声波技术可以实现精准的节点定位，RFID技术适用于室内环境，而GPS技术在室外环境定位效果更好。
结合前文内容对无线传感器网络节点定位技术进行了总结，并展望了未来的发展趋势。
通过本文的阐述，读者可以了解节点定位技术的现状和各种应用场景，为进一步的研究和实践提供参考。
【关键词】无线传感器网络、节点定位技术、全局定位、局部定位、声波、RFID、GPS、总结、未来发展、趋势。
1. 引言1.1 无线传感器网络节点定位技术综述无线传感器网络节点定位技术是指通过各种技术手段实现对节点位置的准确定位，是无线传感器网络中的重要研究领域之一。
节点定位技术的研究不仅可以帮助用户实时感知环境信息，还可以提高网络性能和应用效果。
随着无线传感器网络的不断发展和应用需求的增加，节点定位技术也在不断创新和完善。
本文将对无线传感器网络节点定位技术进行综述，包括全局定位技术、局部定位技术、基于声波的节点定位技术、基于RFID的节点定位技术以及基于GPS的节点定位技术。
通过对各种技术的原理、特点和优缺点进行分析和比较，帮助读者更全面地了解无线传感器网络节点定位技术的现状和发展趋势。
通过本文的阐述，读者可以深入了解无线传感器网络节点定位技术的相关知识，并对未来的研究方向和发展趋势有一定的把握。
希望本文能够为相关领域的研究人员和工程师提供一定的参考和帮助，推动无线传感器网络节点定位技术的进一步发展和应用。
2. 正文2.1 全局定位技术综述全局定位技术是无线传感器网络中用来确定节点位置的重要技术之一。
全局定位技术通常利用已知位置的参考节点和距离信息，通过三边测量或多边测量的方法来计算目标节点的位置。
无线传感器网络中的节点定位与跟踪技术综述
无线传感器网络中的节点定位与跟踪技术综述无线传感器网络（Wireless Sensor Networks，WSN）是一种由大量分布式的无线传感器节点组成的网络系统，用于收集、处理和传输环境中的信息。
节点定位与跟踪技术是WSN中的重要研究领域，它通过准确地确定节点在物理空间中的位置，实现对目标位置的发现与跟踪。
本文将对WSN中的节点定位与跟踪技术进行综述，主要包括基于测距技术的定位方法、基于无线信号的定位方法以及节点跟踪技术的研究进展。
一、基于测距技术的节点定位方法基于测距技术的节点定位方法通过测量节点之间的距离信息来确定节点的位置。
常用的测距方法包括全球定位系统（GPS）技术、无线信号强度测量技术和时间差测量技术。
全球定位系统是目前最为广泛使用的定位技术之一，通过接收卫星发出的定位信号来计算节点的位置。
然而，GPS技术在室内和复杂环境中的定位精度较低，且对耗能较大，因此在WSN中应用受到一定限制。
无线信号强度测量技术利用节点之间传输的无线信号的强度衰减来推断节点之间的距离。
该方法不需要额外的硬件设备，但由于无线信号受到多径效应、信号衰减等因素的影响，导致测距精度有限。
时间差测量技术通过测量节点收到信号的时间差来推断节点之间的距离。
常用的时间差测量方法包括到达时间差（Time of Arrival，TOA）、发送信号时间差（Time Difference of Arrival，TDOA）和接收信号时间差（Time Synchronization，TS）。
这些方法的精度较高，但需要时间同步和硬件支持，增加了系统的复杂性。
二、基于无线信号的节点定位方法基于无线信号的节点定位方法是利用节点之间的无线信号交互进行位置推断。
常用的方法有信标定位、指纹定位和接收信号强度指纹定位。
信标定位方法通过在一些已知位置的节点上设置信标，其他节点通过接收这些信标的信号强度来推断自己的位置。
信标定位方法简单直接，但需要预先布置信标。
简析无线传感器网络的无线定位算法
简析无线传感器网络的无线定位算法无线传感器网络的发展和无线通信技术、片上系统与微机电系统密不可分，是一种高科技含量的新型技术。
从本质上来看，无线传感器网络是一种分布式的传感网络，它和外部的传感器相连，进而实现传感器的资源共享。
另外，无线传感器网络的设置也较为灵活，可以分为有线和无线两种方式。
无线传感器网络可以实现数据的收集、处理和传输，集合了现代化信息技术的核心，在多个领域都有广泛的应用。
无线定位是无线传感器网络的核心技术，它是主要的数据提供者，对整个无线传感器网络的发展有着重要作用。
无线定位突破了传统定位技术的限制，将定位的精确性也大幅度提升，因而无线传感器网络的发展在某种程度上取决于无线定位技术的成熟性。
以目前的定位技術而言，它的算法有很多，以不同的参考量为依据，然后用数学的方式求出最终定位结果。
不同的算法选择有不同的效果，需要的技术支持也不相同。
1 无线定位算法无线定位算法的基本原理是：通过电波等无线通信手段，就可以对节点进行定位，之后利用网络的计算技术进行位置的修正。
其实，无线定位算法的方法有很多，但是以数学为基础的，有的以几何为基础的，有的以数据分析为基础，通过距离的计算，实现目标的定位。
具体而言，无线定位的算法有两种：一种是根据测量的角度和距离定位；另一种是与测量无关的定位。
基于测距的定位机制是根据目标的位置建立相应的坐标系，然后计算其相邻节点的距离和角度。
有了这些基本的信息，就可以根据三点确定一个平面，在平面中寻找相应的几何关系，最终得出想要的坐标。
在基于距离的定位过程中，方法有很多，有的是以信号的时间为定位基准，有的是以地区为计算的基础。
不同的算法有不同的利弊，需要根据自身的需求做出合理的选择。
基于测量距离和角度的算法缺点在于：它对单个传感器节点的设计有更高的要求，这就增加了传感器节点的能耗与造价，而且这种算法的计算量较大，消耗的成本也更大，时间也较长，这就造成了定位系统的反应不够迅速，无法最快地提供定位服务。
0-无线传感器网络节点定位算法的研究综述
式 ( 3 ) 用线性方程组表示为: AX = b, 其中: (x 1 - x n ) ( y 1 - yn ) A = 2# ( x n- 1 - x n )
2 1 2 n 2 1
;X = ( y n- 1 - yn )
2 2 2
x ; y
x - x + y - y n + dn - d 1 b= x
[ 7] [ 8]
随着微机电系统 ( M EMS )、 无线通信和数字电子 技术的发展 , 无线传感器网络 ( W SN ) 在军事应用、 目 标追踪、 环境监测、 医疗保健、 空间探索等领域都得到 广泛的应用 。节点位置信息是无线传感器网络应 [ 3] 用的基础, 节点定位 技术在无线传感器网络中具有 重要的地位。 [ 4] GPS 是目前应用最广的定位服务, 但受到成本、 功耗、 扩展性等问题的限制 , 甚至在某些场合可能根本 无法实现。目前, 主要解决方法是利用少量已知节点, 通 过节点定位算法, 以获得节点的信息。因此, 要采用一定 的定位机制与算法来实现 W SN 的节点定位。从 1992年 [ 5 6] AT&T 实验室开发出室内定位系统 Activ e Badge 至今,
∃ 14∃
机
电
工
程
第 26 卷
射功率 , 在接收节点测量接收功率 , 计算传播损耗, 使 用理论或经验的信号传播模型将传播损耗转 化为距 离 , 该技术主要使用 RF 信号。该方法功耗低、 价廉。 但由于环境的影响, 其建模比较麻烦。通常有可能产 生 ! 50% 的测距误差。 TDOA( ti m e difference on arriv al)。在节点上安装 超声波收发器和 RF 收发器。测距时, 在发射端两种收 发器同时发射信号, 利用声波与电磁波在空气中传播速 度的差异 , 把时间转化为距离。该技术的测距精度比 RSSI高, 但也会受非视距 ( NLOS)问题对超声波信号的 传播影响。 AOA ( ang le of arriv al) 。以 两个或更多基 站发射 信号的到达角度来估计节点的位置。该测量技术将距 离的测量转化为角度的测量。 AOA 技 术也受外界环 境影响 , 而且需要额外硬件 , 可能无法满足传感器对硬 件尺寸和功耗的要求。 TOA( ti m e of arr iv al) 。通过测量信号传播时间来 测量距离, 需要节点间时间同步。因 W S N 节点的硬件 尺寸、 价格和功耗限制 , 其实际场合使用的较少。
无线定位技术原理
无线定位技术原理
无线定位技术是通过无线信号进行测量和分析，从而确定某个物体或人的位置。
它利用了无线信号的传播特性、多径效应及到达时间、幅度等参数，以及接收器的位置和性能来实现定位目标。
无线定位技术主要有以下几种原理：
1.信号强度测量：通过测量无线信号在空间中的传输强度来确定物体或人的位置。
这种方法在无线局域网（WLAN）和蓝牙技术中比较常见。
它利用了信号强度与距离之间的关系，通过多个信号接收器接收到的信号强度，结合数学模型计算出目标位置。
2.到达时间测量：通过测量无线信号从发射器到接收器的传播时间来确定物体或人的位置。
这种方法常用于全球定位系统（GPS）等应用中。
它利用了信号在空间中传播的速度已知，并通过不同接收器接收到的信号到达时间的差异来计算目标的位置。
3.多个接收器测量：通过多个接收器同时接收到的信号来计算物体或人的位置。
这种方法在无线传感器网络中比较常见。
它利用了不同接收器接收到的信号之间的差异，结合数学模型融合计算出目标位置。
4.指纹库匹配：通过事先构建的无线信号指纹库与实际测量到的无线信号进行匹配，从而确定物体或人的位置。
这种方法常
用于基于WiFi和蓝牙的室内定位系统。
它利用了不同位置处
的无线信号特征具有差异性，并将测量到的信号与指纹库中的信号进行比较，找到最佳匹配位置。
无线定位技术可以广泛应用于物流追踪、室内导航、智能交通、安防监控等领域，为人们的生活和工作提供了便利和安全性。
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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
(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。
3
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)。
atom multilateration 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。
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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。
5
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。