三维立体空间定位算法的研究与实现*
2012-12-07彭建盛秦志强
彭建盛,李 兴,秦志强
(1.中国原子能科学研究院,北京102413;2.河池学院 物理与电子工程系,广西宜州546300;3.湖南科技大学信息与电气工程学院,湖南湘潭411201)
0 引言
无线定位技术是无线传感器网络(wireless sensor networks,WSNs)中的关键技术之一,无线定位技术根据定位方式的不同,对WSNs的定位方法分为基于测距和无需测距的两种方法[1,2]。基于测距的方法主要是通过测量节点之间的距离或者角度信息,使用三边测量法、三角测量法或最大似然法等定位算法来进行估算未知节点的位置[3];无需测距的方法主要利用空间几何关系或者网络多跳路由来完成定位,比如:DV-HOP(利用网络多跳路由)、质心算法(利用空间几何关系)、凸规划、MDS-MAP等。
在基于测距的定位算法中[4],常用的测距技术包括到达时间(time of arrival,ToA)技术、到达时间差(time difference of arrival,TDoA)技术、到达角(angle of arrival,AoA)技术、接收信号强度指示(received signal strengh indication,RSSI)技术等[5]。本设计实现无线网络无线定位的实现方式主要是基于RSSI的定位。
1 基础理论模型的提出
WSNs综合了传感器技术、嵌入式技术,无线通信技术,分布式信息处理技术[6],其无线通信网络中节点分为两类,已知位置的节点称为参考节点,未知位置的节点称为定位节点。WSNs中利用RSSI来进行三维立体空间的定位,如图1所示。
实现定位的最少参考节点为3个,A,B,C为参考节点,Z为未知位置的定位节点,由最少4个节点单元组成1个最小的三维立体空间定位系统。
A,B,C为已知位置的参考节点,其坐标分别为(x1,y1),(x2,y2),(x3,y3),O 为未知位置的定位节点,参考节点A,B,C到定位节点Z的距离分别为d1,d2,d3,设未……
