一种用于无线传感器网络节点递增式定位的新方法.pdf

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1、第24卷第4期传感技术学报V01.24No.42011年4月CHINESEJOURNALOFSENSORSANDACTUATORSApr.2011IncrementalNodeLocalizationApproachandItsimprovementinWirelessSensorNetworkaXIONGWeili,TANGMengna,XUBaoguo(KeyLaboratoryofAdvancedProcessControlfor*ightIndustry(MinistryofEducation)

2、,JiangnanUniversity,WuxiJiangsu214122,China)Abstract:Theproblemofaccumulativelocationerrorintheincrementallocalizationapproachisanalyzed.Anim—provedmethodbasedonOptimalWeightLeastSquare(OWLS)Algorithmisproposedtoimprovetheprecisionofthenodesposition.Onth

3、ebasisofweightinWLS,themethodofWLSisimproveandtheunbiasedestimatedsolutionisgot,atthattimethecovariancematrixofestimatederrorreachestheminimum.Andthemostaccurateestimatedan-sweroftheweightcanbegotthroughtheinversematrixofcovariancematrix.Thesimulationres

4、ultsshowthattheimprovedapproachcanrestrainthecumulativeerrorincludingdistanceerorandpositioningeroreffectivelyanden-hancelocationprecision.Keywords:wirelesssensornetworks;incrementallocalization;OptimalWeightLeastSquare;cumulativeerorEEACC:6150Pdoj:1O.39

5、69/j.issn.1004—1699.2011.04.021一种用于无线传感器网络节点递增式定位的新方法术熊伟丽,唐蒙娜,徐保国(江南大学轻工过程先进控制教育部重点实验室,江苏无锡214122)摘要:针对递增式无线传感器节点定位中的误差累积问题,提出了~种基于最优加权最小二乘估计的节点定位改进方法,以提高节点的定位精度。在加权最小二乘估计法中,以加权系数为核心,对加权最小二乘进行改进,在估计误差方差矩阵最小时得出最优加权最小二乘的无偏估计解,此时权值可根据方差阵的逆阵来取得最高精度的估计值。仿真结果表

6、明,此方法能有效抑制累积误差中测距误差与定位误差带来的影响,提高节点定位精度。关键词:无线传感器网络;递增式定位;最优加权最dx-乘;累积误差中图分类号:TP301;TN915文献标识码:A文章编号:1004-1699(2011)04-0576-05无线传感器网络技术作为一种新的信息获取和处到最优估计解。该方法能使节点的估计坐标与真实理技术,具备传统技术不可比拟的优势,在军事和民用坐标间的误差保持在一个较稳定状态,同时也使误领域拥有广阔的应用前景。正确的节点定位是无线传差减小,确保后级节点定位的准确性,

7、尽量减小递增感器网络构建和维护、监测定位、目标跟踪等功能实现误差带来的影响。仿真结果表明,最优加权最小二的前提和基础⋯。目前用的较多的节点定位方法是最乘在递增式节点定位中具有明显的优越性。dx_-乘法、加权最小二乘法等,然而最小二乘法虽然考1递增式定位与累积误差的形成虑了参考节点的定位误差,但没有考虑到递增式定位方法中不同级的参考节点定位误差的不同;加权最按照节点定位的先后次序不同,定位方法可分小二乘法虽然考虑了各级参考节点的定位误差的不为递增式定位法与并发式定位法。并发式定位法中同,但其权值的确定不能

8、使节点定位达到最优。所有节点同时进行位置计算,要求锚节点通信范围本文延续递增式模型中不同级参考节点定位误较大,适用于小型传感器网络。当网络中节点较多、差不同的特点,针对加权最小二乘法中权值选取的覆盖范围较广时采用递增式定位法较为合理一J。不足,提出最优加权最dx-乘法对该问题进行改进,为了降低成本,应减小WSN中锚节点所占的比例,在估计误差方差矩阵最小时取得最优权值,最终得但同时也降低了定位节点覆盖率。为了提高定位节项目来源:国家863基金

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