基于几何原理的无需测距传感器节点定位

赫佳星

(内蒙古科技大学 信息工程学院，内蒙古 包头 014010)

0 引 言

无线传感器网络(wireless sensor network，WSN)广泛应用于环境监测、安全保障、卫生保健和工业领域等[1]；定位、部署和覆盖是WSN中的几个基本问题，其中定位是最重要的，因为定位信息对于覆盖、部署、路由、位置服务和目标跟踪都极其重要，如在基于位置的路由协议中[2,3]，路由和数据转发都是根据地理位置确定。

针对定位问题的方案大致可分为两类。一是基于测距的方案，这种方案需要节点到节点的距离或角度信息来估计位置。这些信息可以通过到达时间(time of arrival，ToA)、到达时间差(time difference of arrival，TDoA)、到达角(angle of arrival，AoA)和接收信号强度指示(received signal strength indicator，RSSI)技术[4,5]来获得，但基于测距方案大大增加了成本；二是无需测距的方案，这种方案不需要距离或角度信息，但大大节省了经济成本，使得无需测距方案成为更好的选择。

基于测距方法的定位机制得到了广泛研究。文献[6]针对非视距误差对室内定位的影响，提出了一种室内三维定位算法；文献[7]针对不同传感器的测量值时间不匹配、定位精度低等问题，提出了一种改进型三角定位法；文献[8]提出计算相邻节点之间的比较角作为角度测量。

为了适应WSN固有的低功耗和低成本特点，无需距离或角度信息来估计位置得到了研究。文献[9]引入质心公式，根据包含参考信标点位置的接收信标来计算节点的位置；文献[10]提出DV-Hop定位方法来测量每个节点到特定锚点的跳数，然后利用跳数和三角测量计算出传感器节点的近似位置；……