無線傳感器網絡差分修正定位算法的改進
1.3 差分修正定位算法
傳統差分修正算法如圖1所示,信標節點為A(x1,y1),B(x2,y2),C(x3,y3),未知節點M(x,y)。D(x4,y4)是與未知節點M最近的信標節點,令其為差分參考節點。差分參考節點D到信標節點A,B,C的實際距離分別為dDA,dDB,dDC;未知節點M到信標節點A,B,C的測量距離分別為dA,dB,dC。通過信標節點對差分參考節點的定位實現對未知節點坐標的校正。本文引用地址:http://cqxgywz.com/article/160349.htm

首先通過A,B,C用三邊測量法求出D點的測量坐標
,與D點的實際坐標相比較,得出偏移量(△x,△y)。用同樣的辦法通過A,B,C對M點進行定位,得出M點的測量坐標
。在這里,可以將差分參考點D的偏移量近似作為未知節點M的偏移量。M點的測量坐標加上差分參考點D的偏移量,得出M的定位坐標(x,y)。如式(7)所示:

2 改進的差分修正算法與實現
傳統的差分修正算法中,差分修正參考點的選取存在一些不合理的因素。該算法要取得較好的定位效果必須有一個信標節點在未知節點附近。在實際應用場合,這一條件通常難以滿足:在信標節點密度有限的情況下,未知節點處于信標節點附近不是一個大概率事件。如圖2所示,未知節點距離各個信標節點的距離都不是很接近,在定位區域內無法選出最優參考點,那么此時采用最近的參考點對未知節點校正,就會產生很大的誤差。

本文提出改進的差分修正算法,利用各信標節點分別作為參考點進行差分修正,從一定程度上可以避免此類問題的出現。
2.1 改進的差分修正定位算法模型
首先,根據接收到的RSSI的大小,確定距離未知節點M最近的三個信標節點。以這三個信標節點確定一個三角形,求出這個三角形的質心。距離該質心最近的信標節點作為定位計算的第四個信標節點,此四點所圍成的區域,便是未知節點所在的最小區域。
然后,以A,B,C,D為信標節點對未知節點M進行定位。首先以A點作為差分修正參考點,B,C,D作為信標節點,利用式(7)得出M以A為差分修正點的定位坐標(xma,yma)。然后分別以B,C,D作為差分修正參考點對M(X,Y)進行定位,得到差分修正坐標(xmb,ymb),(xmc,ymc),(xmd,ymd)。
在傳統的差分修正算法中,沒有充分利用其他信標節點對節點位置影響力的大小,影響了定位精度。改進的差分修正算法,通過加權因子來體現信標節點對節點位置坐標決定權的大小。根據差分參考點到未知節點的距離對差分修正坐標進行加權修正,計算出M的坐標。

式中:dA,dB,dC,dD為信標節點到未知節點的距離。因子
體現了距離未知節點越近的信標節點作為參考點時,對未知節點坐標位置的影響力越大。通過這種內在關系的反映來達到提高定位精度的目的。














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