基于误差加权的三维双曲线定位算法

为了减小三维空间中对未知节点定位的误差,提高三维DV-Hop算法的定位精度,提出一种基于误差加权和三维双曲线定位的三维DV-Hop改进算法.改进算法首先采用误差加权的方法处理未知节点的平均每跳距离,然后分类选择未知节点与锚节点之间的跳段距离,最后将二维双曲线法扩展到三维空间计算未知节点的坐标.仿真实验结果表明,改进算法在三维WSN环境中可以对未知节点进行有效的定位,平均定位误差和定位精度显著优于三维DV-Hop算法,相较于对比文献也有一定的提升,并且锚节点密度和通信半径对平均定位误差和定位精度的影响较小.     

一种新型的无线传感器网络三维定位算法

节点定位在无线传感器网络的应用中起着重要作用,一直备受学术界和工业界的关注.现有的大多数定位算法针对平面应用而设计,而现实应用中的无线传感器网络节点往往分布在三维空间中,研究三维空间定位更加符合实际节点的应用情况.针对目前三维空间定位算法的不足,提出了一种新型的无线传感器网络三维定位算法.该算法无需额外的硬件支持,根据未知节点通信范围内锚节点数目,建立空间向量模型进行定位;并且在估计未知节点坐标时,根据该未知节点通信范围的锚节点对其所在位置进行约束.仿真结果表明,该算法通信开销小,提高了节点定位覆盖率和定位精度.     

无线传感器网络三维APIT网格化算法

针对无线传感器网络中APIT算法只能在二维平面范围内应用的限制,提出了3D-GPIT算法,通过在最佳三角形内点测试算法的基础上进行三维空间的延拓,依靠基于四面体测试的方法获得未知节点估算区域的优选集,再利用三维网格方法优化计算。在100 m×100 m×100 m空间区域内,通过逐次改变给定参数进行定位仿真。结果显示在三维空间定位有着通信开销低、精度较高的优势。     

基于UWB/AOA/TDOA的WSN节点三维定位算法研究

为了将二维定位算法AOA和TDOA拓展成三维定位算法,文中提出了一种基于AOA/TDOA和UWB传输技术的WSN节点三维定位算法。该算法采用二维的AOA测角算法测量未知节点与信标节点之间的角度,采用TDOA算法测量未知节点与信标节点之间的距离,在测角、测距的过程中采用UWB通信技术来传输探测信号,使得探测信号具有较高的时间分辨率,从而提高测角、测距精度,最后基于文中提出的待测节点三维坐标计算方法求解出待测节点的三维坐标。为了验证算法的有效性,在Matlab软件中进行了仿真实验。结果表明：新算法定位精度相比于AOA算法、TDOA算法都有大幅度提高。理论和实践皆表明：新算法具有较高的定位精度,能够满足未知节点在三维空间中的定位需求。     

一种新型的无线传感器网络三维定位机制

节点定位在无线传感器网络的应用中起着重要作用,一直备受学术界和工业界的关注。现有的大多数定位算法针对平面应用而设计,无法满足三维空间应用。针对目前三维空间定位算法的不足,提出了一种新型的无线传感器网络三维定位机制（BTDL）,算法中根据未知节点通信范围内锚节点数目,建立空间向量模型进行定位。仿真结果表明,该算法不仅提高了节点定位精度,并且锚节点通信半径和密度对算法的定位误差影响较小。     

一种抗独立攻击的WSN三维安全定位算法

为解决无线传感器网络中节点定位缺乏安全性和定位精度不高的问题,基于最速下降法与牛顿迭代法提出了一种新的三维安全定位算法。该算法首先给出三维空间下未知节点定位的计算方法和独立攻击模型,然后利用最速下降法和恶意锚节点检测技术选出最优锚节点数据,并结合牛顿迭代法实现了快速高精度的三维安全定位。实验结果表明,在危险的环境下,该算法能有效抵抗独立攻击以及在定位精度和未知节点可成功定位率方面都具有较好的优势。     

基于四面体模型的三维加权质心定位算法

针对三维空间中未知节点的定位问题,提出基于四面体模型的三维加权质心定位算法。利用锚节点组成四面体,依据未知节点与锚节点间的距离大小,采取加权求和定位未知节点,利用接收信号强度指示器的数据信息对加权系数进行修正。仿真结果表明,该算法的定位精度较高。     

基于迭代的无线传感器网络三维定位算法

针对目前无线传感器网络三维空间定位存在精度不高、计算复杂、传输数据量大等问题,提出了一种基于测距的分布式算法———高精度迭代三维定位算法(ILAH-3D)。该方法将经典二维算法AHLos(Ad-Hoc Localization System)扩展到三维空间,通过采用加权最小二乘法和加入定位节点升级锚节点的验证条件来减少累计误差,提高节点定位精度,并根据三维空间中节点的各种位置关系,给出了约束协作算法的执行条件,然后结合升级的锚节点再进行新一轮的定位运算。该方法计算简单、通信量小,与已有三维定位算法相比,在测距存在一定误差的情况下,依然可以达到很好的精度。     

局部四面体内点测试三维定位算法

针对现有的三维定位算法过分依赖于锚节点的信息,缺乏网络计算效率和定位精度等问题,提出一种应用于三维无线传感器网络的局部四面体内点测试定位算法。以未知节点为原点建立局部坐标系,获取邻居节点的相对位置关系,选取合适的邻居节点建立局部四面体;通过四面体内点测试方法,找到包含未知节点的四面体;采用质心算法求得未知节点的物理坐标。仿真结果表明,该算法充分利用邻居节点的位置信息,缩小了定位范围,减小了质心定位的误差。     

无线传感器网络精度优选RSSI协作定位算法

针对目前无线传感器网络（WSN）定位算法中未知节点间接收信号强度指示（RSSI）冗余信息利用不足以及信息无筛选利用问题,提出一种新的精度优选RSSI协作定位算法。首先,利用RSSI阈值,从大量粗定位的未知节点中筛选出定位精度相对较高的节点;接着,利用subset子集判断方法从经过RSSI阈值筛选的节点中提取出受环境影响较小的节点,作为次选协作骨干节点;然后,使用锚节点置换准则,根据置换锚节点的定位误差,从次选协作节点中进一步提取出高精度的节点作为优选协作骨干节点;最后,以协作骨干节点为协作对象,根据精度优先级参与协作求精,对未知节点进行未知修正。仿真实验表明,该算法在100 m×100 m网格区域内的平均定位精度小于1.127 m。在定位精度方面,相同条件下,相较于改进的采用RSSI模型的无线传感器网络定位算法,该算法平均定位精度提高了15%;在时间效率方面,相同条件下,对比传统RSSI协作定位算法,该算法在时间效率上提高了20%。可见,所提算法可以有效提高节点定位精度,减小计算复杂度,提高时间效率。     

基于帝国主义竞争算法的WSNs定位方案

遗传算法(GA)在无线传感器网络(WSNs)定位时存在收敛速度慢、精度低等弊端,针对以上问题,提出了一种利用帝国主义竞争算法(ICA)优化WSNs定位的方案。首先,使用了采样的方法来估计未知节点的初始位置;其次,依靠信标节点和相邻节点的相关信息建立了以最小化全局误差的三维空间的数学定位模型;最后,使用了最新的社会启发算法—ICA来进行定位优化。实验结果表明:与GA定位相比,ICA在WSNs定位上具有定位精度高、收敛迅速的优势。     

改进的距离重构三维定位算法

针对三维定位算法中节点坐标转换精度低的问题,在距离重构多维定位算法DR-MDS的基础上,提出了改进的距离重构三维定位算法。该算法在距离重构和MDS-MPA算法的思想下,采用优化的最小均方根偏差几何中心修正算法RMSDGCC(Root Mean Square Deviation-Geometric Center Correction),先计算出坐标转换矩阵,然后利用锚节点的几何中心对所有节点进行修正,实现节点从相对坐标向绝对坐标较高精度的转换。算法可以实现有效的坐标转换,获得较好的定位效果。实验结果显示,与原多维定位算法相比,在不引入测距误差的情况下,改进算法在测距半径为15 m时定位精度提高14%,定位误差缩小至0.63 m,测距半径为35 m时,定位精度提高87%,定位误差几乎为0。该改进算法在三维空间中有更高的节点定位精度。     

基于阈值机制与距离校正的WSN改进DV-Hop定位算法

在无线传感器网络的DV-Hop定位算法中,未知节点定位只考虑离它最近的锚节点的平均跳距,用它乘以跳数代替真实距离去进行定位,会导致较大的定位误差。针对DV-Hop算法以上的不足,本文提出了一种精度较高的基于阈值机制与距离校正的DV-Hop改进算法TMCD-DV-Hop。改进算法首先计算跳数阈值,考虑最近锚节点之外的其他锚节点在局部范围和全局范围的影响,依据阈值选择最优的校正平均跳距来估计距离,并对参与定位的单跳通信半径内的锚节点进行组合优化后,采用质心算法得到一个估计坐标,同时利用加权最小二乘法得到另一个估计坐标,最后以两个估计坐标的算术平均值作为未知节点的定位坐标。仿真实验表明,在同等网络环境中,改进后的TMCD-DV-Hop算法较DV-Hop算法更能有效地降低定位误差,提高定位精度。     

基于人群搜索优化的无线传感器网络三点定位算法

为进一步提高无线传感器网络节点的定位精度,提出一种基于改进人群搜索优化的无线传感器网络三点定位算法.首先设计一种三点估计未知节点坐标模型;然后利用该模型求取未知节点的坐标,并将计算出的节点位置作为人群搜索的初始位置;最后采用改进的人群搜索算法优化未知节点的位置.仿真结果表明,通过与已有的相关定位算法相比较,所提出算法具有更高的定位精度.     

基于AOA降维和同心圆定位的三维传感器网络节点自定位方法

本文在三维同心圆定位方法的基础上引入AOA测距技术,提出了一种基于AOA降维的同心圆定位方法(AC-RL)。该方法中,未知节点通过锚节点发射的测距信息测出未知节点与锚节点之间的AOA信息,再利用AOA信息将对应锚节点发射的分级广播信息进行降维处理,最后按同心圆定位算法,将未知节点在锚节点所处水平面上的投影点位置求出,最后得出未知节点位置信息。仿真结果表明了AC-RL算法与同心圆算法相比提高了定位精度,提高了整个无线网络的适应性,但在低能耗方面不够理想。     

基于移动锚节点的加权质心定位算法研究

针对加权质心定位(WSL)算法所需锚节点数目较多,定位精度低,定位成本高等问题,采用单个移动锚节点沿着既定的轨迹在监测区域移动,并在规定位置广播数据包;未知节点根据接收的信号强度(RSSI)比值以及邻居节点间的最小跳数确定权值,进而估算未知节点自身的坐标位置.仿真结果表明:算法有效地提高了定位精度和稳定性,降低了定位成本.     

基于改进布谷鸟算法的WSN节点定位

有效的定位算法在无线传感器网络（WSN）的应用中起着重要的作用。针对DV-Hop算法在求解未知节点位置过程中定位精度低的问题进行了研究,提出了改进的无线传感器网络节点定位算法（SACSDV-Hop)。首先引入布谷鸟搜索（CS）算法,然后动态调整CS算法的发现概率 及影响步长大小的参数 以提高CS算法的收敛速度和局部搜索能力。SACSDV-Hop算法用改进的布谷鸟算法（SACS）代替DV-Hop算法在估算未知节点的位置坐标阶段所使用的最小二乘法,把节点定位问题转变为智能寻优问题,降低跳距估计误差对其的影响。仿真实验结果表明,所提算法比CSDV-Hop算法及传统的DV-Hop算法具有更高定位精度,并且不需要增加硬件开销。