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无线传感网络定位算法

目录

TOC\o1-3\h\z\u一、常用定位技术 1

1.1GPS与A-GPS定位 1

1.2基站定位〔cellID定位〕 1

1.3WifiAP定位 2

1.4FRID、二维码定位 2

二、定位算法研究的目的和意义 2

三、WSN定位算法分析 2

3.1基于锚节点的定位算法 2

3.1.1距离相关定位算法 2

3.1.2距离无关定位算法 3

3.2基于移动锚节点的定位算法 4

3.2.1基于移动锚节点的距离相关定位算法 4

3.2.2基于移动锚节点的距离无关定位算法 6

四、总结 6

附：组员及分工情况 7

一、常用定位技术

1.1GPS与A-GPS定位

常见的GPS定位的原理可以简单这样理解：由24颗工作卫星组成，使得在全球任何地方、任何时间都可观测到4颗以上的卫星，测量出位置的卫星到用户接收机之间的距离，然后综合多颗卫星的数据就可知道接收机的具体位置。在整个天空范围内寻找卫星是很低效的，因此通过GPS进行定位时，第一次启动可能需要数分钟的时间。这也是为啥我们在使用地图的时候经常会出现先出现一个大的圈，之后才会精确到某一个点的原因。不过，如果我们在进行定位之前能够事先知道我们的粗略位置，查找卫星的速度就可以大大缩短。

GPS系统使用的伪码一共有两种，分别是民用的C/A码和军用的P〔Y〕码。民用精度约为10米，军用精度约为1米。GPS的优点在于无辐射，但是穿透力很弱，无法穿透钢筋水泥。通常要在室外看得到天的状态下才行。信号被遮挡或者削减时，GPS定位会出现漂移，在室内或者较为封闭的空间无法使用。

正是由于GPS的这种缺点，所以经常需要辅助定位系统帮助完成定位，就是我们说的A-GPS。

例如iPhone就使用了A－GPS，即基站或WiFiAP初步定位后，根据机器内存储的GPS卫星表来快速寻星，然后进行GPS定位。例如在民用的车载导航设备领域，目前比拟成熟的是GPS+加速度传感器补正算法定位。在日本的车载导航市场是由Sony的便携式车载导航系统Nav-U1首先引入量产。例如在增加了三轴陀螺仪的iphone4里可以利用三轴陀螺仪来辅助完成定位，具体可以参见这篇文章的介绍，不过三轴陀螺仪定位的误差会随着时间逐渐积累。

1.2基站定位〔cellID定位〕

小区识别码〔CellID〕通过识别网络中哪一个小区传输用户呼叫并将该信息翻译成纬度和经度来确定用户位置。CellID实现定位的根本原理：即无线网络上报终端所处的小区号〔根据效劳的基站来估计〕，位置业务平台把小区号翻译成经纬度坐标。

根本定位流程：设备先从基站获得当前位置〔CellID〕

〔第一次定位〕

?设备通过网络将位置传送给Ａgps位置效劳器

?Agps效劳器根据位置查询区域内当前可用的卫星信息，并返回设备

?设备中的GPS接收器根据可用卫星，快速查找可用的GPS卫星，并返回GPS定位信息。

1.3WifiAP定位

设备只要侦听一下附近都有哪些热点，检测一下每个热点的信号强弱，然后把这些信息发送给网络上的效劳端。效劳器根据这些信息，查询每个热点在数据库里记录的坐标，然后进行运算，就能知道客户端的具体位置了。一次成功的定位需要两个先决条件：客户端能上网，侦听到的热点的坐标在数据库里有

1.4FRID、二维码定位

通过设置一定数量的读卡器和架设天线，根据读卡器接收信号的强弱、到达时间、角度来定位。目前无法做到精准定位，布设读卡器和天线需要有大量的工程实践经验难度大，另外从本钱上来讲WIFI经济实用些。

二、定位算法研究的目的和意义

定位是大多数应用的根底。由于节点工作区域往往是人类不适合进入的区域，

或者是敌对区域，甚至有时传感器节点需要通过飞行器抛撒，因此节点的位置通

常是随机并且未知的。而传感器节点自身的正确定位是提供监测事件位置信息的

前提，没有位置信息的监测消息往往是没有意义的。传感器节点必须明确自身位

置才能详细说明“在什么位置或区域发生了特定事件，除能报告事件的发生地

外，还能进行目标跟踪，实时监视目标路线，预测目标轨迹等；实现对外部目标

的定位和追踪。

另一方面，了解传感器节点位置信息还可以协助路由，提高路由效率，为网

络提供命名空间，向部署者报告网络的覆盖质量，实现网络的负载均衡以及网络

拓扑的自配置等网络管理。因此，确定事件发生的位置或获取消息的节点位置尤

为重要，对传感器网络应用的有效性起着关键的作用。

而全球定位系统是目前使用最广泛最成熟的定位系统，通过卫星的授时和测

距对用户节点进行定位，具有精度高、实时性好、