无线传感网定技术.ppt

4.APIT算法(3) APIT定位具体步骤： （1）收集信息：未知节点收集邻近信标节点的信息，如位置、标识号、接收到的信号强度等，邻居节点之间交换各自接收到的信标节点的倍息； （2）APIT测试：测试未知节点是否在不同的信标节点组合成的三角形内部； （3）计算重叠区域：统计包含未知节点的三角形，计算所有三角形的重叠区域； （4）计算未知节点位置：计算重叠区域的质心位置，作为未知节点的位置。 在无线信号传播模式不规则和传感器节点随机部署的情况下，APIT算法的定位精度高，性能稳定，但APIT测试对网络的连通性提出了较高的要求。相对于计算简单的质心定位算法，APIT算法精度高，对信标节点的分布要求低。 返回 总结 基于距离的定位机制是通过测量相邻节点间的实际距离或方位来计算未知节点的值。通常采用测距、定位和修正等步骤。 基于距离的定位分为基于ToA、TDoA、AoA以及RSSI的定位等。 基于距离的定位机制通过实际测量节点间的距离或角度，通常定位精度相对较高，但对节点的硬件也提出了很高的要求，定位过程中消耗的能量相对多。 距离无关的定位机制无需实际测量节点间的绝对距离或方位就能够计算未知节点的位置，目前主要有质心算法、DV-Hop算法、APIT算法等。 距离无关的定位机制无需测量节点间的绝对距离或方位，对节点硬件的要求较低，使得节点成本更适合于大规模的传感网。 距离无关的定位机制定位性能受外界环境的影响小，定位误差相应较大，但定位精度能够满足多数传感网使用的要求，是目前重点关注的定位机制。 The End 无线传感网 定位技术 一、 引言 二、 节点定位技术基本概念 三、 基于距离的定位算法 四、 与距离无关的定位算法 五、 总结 引言 无线传感器节点的位置信息对于传感网来说至关重要，没有位置信息的监测数据往往毫无意义。 在传感网的各种应用中，监测到事件后关心的一个重要问题就是该事件发生的位置。 如在环境监测应用中需要知道采集的环境信息所对应的具体区域位置； 对于突发事件，需要知道森林火灾现场位置，战场上敌方车辆运动的区域，天然气管道泄漏的具体地点等。 传感器节点自身定位就是根据少数已知位置的节点，按照某种定位机制确定自身位置。只有在传感器节点自身正确定位之后，才能确定传感器节点监测到的事件发生的具体位置，这需要监测到该事件的多个传感器节点之间的相互协作，并利用它们自身的位置信息，使用特定定位机制确定事件发生的位置。 引言 全球定位系统GPS(Global Position System)是目前应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，具有定位精度高、实时性好、抗干扰能力强等优点，但是GPS定位适应于无遮挡的室外环境，用户节点通常能耗高体积大，成本也比较高，需要固定的基础设施等，这使得不适用于低成本自组织的传感网。 在机器人领域中，机器人节点的移动性和自组织等特性，其定位技术与传感网的定位技术具有一定的相似性，但是机器人节点通常携带充足的能量供应和精确的测距设备，系统中机器人的数量很少，所以这些机器人定位算法也不适用于传感网。 受到成本、功耗、扩展性等问题的限制，为每个传感器安装GPS模块等这些传统定位手段并不实际，甚至在某些场合可能根本无法实现，因此必须采用一定的机制与算法实现传感器节点的自身定位 返回 节点定位技术基本概念 1．定位的含义 无线传感网定位问题是指网络通过特定方法提供节点的位置信息。 其定位方式可分为节点自身定位和目标定位。 自身定位：是确定网络节点的坐标位置的过程。节点自身定位是网络自身属性的确定过程，可以通过人工标定或者各种节点的自定位算法完成。 目标定位：是确定网络覆盖区域内一个事件或者一个目标的坐标位置。目标定位是以位置已知的网络节点作为参考，确定事件或者目标在网络覆盖范围内所在的位置。 位置信息有多种分类方法。通常有物理位置和符号位置两大类。 物理位置指目标在特定坐标系下的位置数值，表示目标的相对或者绝对位置。 符号位置指目标与一个基站或者多个基站接近程度的信息，表示目标与基站之间的连通关系，提供目标大致的所在范围。 在很多传感网应用场合中，必须知道各节点物理位置的坐标信息。通过人工测量或配置来获得节点坐标的方法往往不可行。通常传感网能够通过网络内部节点之间的相互测距和信息交换，形成一套全网节点的坐标。这才是经济和可行的定位方案。 从广义上来讲，无线传感网的定位问题包括传感器节点的自身定位和对监控目标的定位。目标定位侧重于传感网在目标跟踪方面的应用，是对监控目标的位置估计，它以先期的节点自身定位为基础。从不同的角度出发，无线传感网的定位方法可以进行如下分类。 （1）根据是否依靠测量距离，分为基于测距的定位和不需要测距的定位。 （2）根据部署的场