蚁群循环定位算法在WSNs节点定位中的应用

针对无线传感网络中测距和定位算法复杂、精度不高的问题,提出了一种基于蚁群算法的循环定位算法。首先,利用接收信号强度指示(RSSI)方法测量距离,并建立信号衰减模型来计算测距公式。然后,利用循环定位算法对8个锚节点进行循环定位,将定位结果的平均值作为盲节点的最佳位置。最后,将该算法与加权质心定位算法和三边测量法进行对比,实验结果表明,循环定位算法的定位精度和稳定性更佳。     

微粒群算法在无线电干涉测距定位中的应用

节点定位是无线传感网络的重要支撑技术.无线电干涉测距虽然测距精度高,但用遗传算法和迭代最小二乘算法进行节点定位的误差较大,本文针对这一问题.提出了基于微粒群算法的节点定位.该算法能够解决连续空间多维函数的优化问题,满足了基于无线电干涉测距节点定位的需要.仿真证明:该算法具有实现简单,运行稳定,计算误差小等优点.与其他常用节点定位技术相比,无线电干涉测距定位技术具有定位精度高,传播距离远,所需硬件设备少等优点.     

基于局部网络拓扑特征的鲁棒节点定位算法

针对无线传感器网络的较大测距误差严重影响定位算法精度和鲁棒性的问题,利用节点均匀部署网络的拓扑特征,提出了一种基于局部网络拓扑特征的鲁棒节点定位算法(LFLS算法).该算法通过构建节点测距高估粗差阈值参数和测距低估粗差阈值参数,在对未知节点1跳测距数据集进行粗差识别及剔除等预处理滤波的基础上,使用高斯加权最小二乘定位算法实现节点定位.仿真结果表明,基于局部网络拓扑特征的鲁棒节点定位算法的定位精度明显优于未采用局部网络拓扑特征进行粗差预处理的加权最小二乘定位算法,其中粗差测距直接相关节点的定位精度改进尤为明显.     

卡尔曼滤波在无线传感器网络节点定位中的应用

为了减小无线传感器网络节点定位中节点测距误差和定位算法自身引入误差的积累对定位精度的影响,建立了适用于无线传感器网络的卡尔曼滤波模型.采用渐消自适应卡尔曼滤波对基于距离的初始定位算法进行求精,通过一跳节点间的相互制约,在全局范围对未知节点进行定位;基于卡尔曼滤波模型,对无线传感器网络的分布式算法和集中式算法的计算量进行了研究,得出计算量与节点数目的关系.研究结果表明,卡尔曼滤波能够有效提高节点的定位精度,尤其适用于网络节点密度小、信标节点比例低的情况.     

基于自适应迭代搜索的三维质心定位算法

在加权质心定位算法和接收信号强度指示测距模型分析的基础上,提出了一种基于自适应迭代搜索的三维质心定位算法。首先计算未知节点的初始搜索步长,然后通过多次迭代、更新搜索点和搜索步长,提高节点的定位精度。该算法能自动调节搜索步长,减少迭代次数,具有一定的自适应能力。仿真分析了不同比例的信标节点、通信半径对定位误差的影响。结果表明,该算法的定位精度和稳定性良好,适用于无线传感器网络的三维定位。     

一种低计算复杂度的无线传感器网络分簇定位算法

针对已有的集中式定位算法定位精度低,而分布式定位算法计算复杂度高、通信量大的问题,提出了一种适用于无线传感器网络的计算复杂度低的节点分簇定位算法.首先,提出满足最大连通度的多边界节点分簇算法,采用此算法把网络划分为若干个簇,各簇分别进行簇内节点定位;其次,各簇进行融合,最终实现全网节点的定位.仿真结果表明,这种分簇定位算法比分布式定位算法计算复杂度低、通信量小、定位精度相当或略差,比集中式定位算法计算复杂度低、通信量小、定位精度高.采用该算法可以降低传感器网络节点定位过程中的能耗,提高计算效率,延长网络寿命.     

基于非对称往返测距的海洋无线传感网络节点定位算法

提出一种新的基于非对称往返测距的海洋无线传感网络节点定位(LMARR)算法,该算法利用节点间非对称的接收与发送测距信息的时间差,推算出节点间海水声速以及未知节点与其邻居参考节点之间的距离,将三维距离信息转换成二维,运用最小二乘法完成定位计算。与SWN和ARTL算法相比较,仿真结果表明:LMARR算法能有效地提高节点定位的精度,特别是在深度为20～120m海水声速持续变化的区域,定位精度比SWN算法提高了20%,比ARTL算法提高了33%;此外,LMARR算法还具有较高的稳定性。     

稀疏无线传感器网络移动节点定位算法

为解决稀疏无线传感器网络的现有MCB移动节点定位算法存在定位精度低和无法定位的节点的数量多的问题,对MCB算法进行了改进,进而提出了一种新的移动节点定位算法MCBP,该算法把已定位的节点作为其它未定位节点的参考点(准信标节点),利用准信标节点的位置信息参与后续定位过程,使更多的节点可以定位,并且提高了定位精度。仿真结果表明,MCBP移动节点定位算法比前人的类似算法的定位误差最大可减少22%,平均减少16%。无法定位的节点的数量最大可减少26%,平均减少12%。     

未知声速分布下的一种水下目标GPS定位修正算法

由于海洋中声速分布不均匀,要实现水下目标GPS的精确定位,必须进行误差修正。阐述了采用应答器工作模式的水下目标GPS系统定位原理,在水下目标GPS系统定位过程中,分析了一种基于欧氏几何原理的修正算法在声速分布未知时的定位修正效果和局限性,研究了算法出现盲区的原因,并据此对该算法进行了改进。仿真计算结果表明改进后的算法可有效减小声速分布未知时声速估计不准确造成的定位误差,提高了水下目标GPS的定位精度。     

基于RSSI测距的三维无线传感网络萤火虫定位算法的研究

研究了三维空间无线传感器网络(WSN)未知节点的定位。针对目前三维空间无线传感网络定位算法精度低的问题,提出一种基于接收信号强度指示(RSSI)测距的萤火虫定位的算法。该算法首先利用RSSI进行测距,建立信号强度随传播距离衰减的模型,然后在已知一定数量的锚节点的情况下,通过萤火虫算法寻找目标函数最优值,进而对未知节点进行定位。仿真验证结果表明,该定位算法相比其他算法定位精度有很大提高,在30m×30m×30m的空间内定位误差仅为0.59m。     

一种新的分布式无线传感器网络定位方法

针对无线传感器网络节点能源受限的特征,以系统最小硬件开销为设计原则,提出了一种适用于基于测距的分布式定位方法(3/2-NANDB),该方法可在不增加单个独立节点硬件开销的情况下,利用附加的外部控制系统发射一个旋转定向波束充分挖掘节点间的冗余信息,有效排除节点位置的模糊性,从而可完全确定只有两个邻居节点的节点位置和部分只有一个邻居节点的节点位置,达到减少GPS携带节点数量、最大化网络内部可定位节点数目、扩大网络观察范围和延长无线传感器网络存活时间等目的.而利用该方法的节点二义性排除算法,还可以辅助其他现有的基于三邻居(3-NA)的定位算法提高整体定位性能.     

无线电遥控水声监测浮标

在传统的长基水声定位技术基础上,设计了一套集水声定位监测、无线电通信和水声遥控功能于一体的无线电遥控水声监测浮标系统,利用合作信标方式和询问应答方式对水下目标的三维运动轨迹进行测量,无线电通信和水声遥控功能相结合能实现对海底潜标的远程控制。系统设计中采用了一系列消除干扰、降低功耗的措施,提高了定位精度,延长了系统的工作时间。经水声拉距试验,到达7.8km处时,应答信号的时延值仍稳定;水声遥控指令在5.5km处时稳定可靠。在无线电拉距试验过程中,相距12km处通信质量良好。解算出的定位轨迹与目标船上的GPS轨迹基本一致,定位精度在5m左右。上述海上试验结果证明了系统的可行性和可靠性。     

A Novel Multi-Hop Algorithm for Wireless Network with Unevenly Distributed Nodes

Node location estimation is not only the promise of the wireless network for target recognition, monitoring, tracking and many other applications, but also one of the hot topics in wireless network research. In this paper, the localization algorithm for wireless network with unevenly distributed nodes is discussed, and a novel multi-hop localization algorithm based on Elastic Net is proposed. The proposed approach is formulated as a regression problem, which is solved by Elastic Net. Unlike other previous localization approaches, the proposed approach overcomes the shortcomings of traditional approaches assume that nodes are distributed in regular areas without holes or obstacles, therefore has a strong adaptability to the complex deployment environment. The proposed approach consists of three steps: the data collection step, mapping model building step, and location estimation step. In the data collection step, training information among anchor nodes of the given network is collected. In mapping model building step, the mapping model among the hop-counts and the Euclidean distances between anchor nodes is constructed using Elastic Net. In location estimation step, each normal node finds its exact location in a distributed manner. Realistic scenario experiments and simulation experiments do exhibit the excellent and robust location estimation performance.     

水下被动定位系统的校准子系统

减小水下被动动定位系统的定位误差是多年来人们一直关注的一个问题。对于一个实际定位系统，定位误差通常由随机误差和系统误差两部分组成，予以分别对待，可提高定位精度，其中系统误差可对采用系统校准进行消除。本文介绍一个可对实际定位系统实施校准的校准子系统。海上试验的结果表明，定位系统经过校准可有效地减小定位误差，提高定位精度。     

多分辨率社团结构挖掘在故障定位中的应用

由于战场环境下对武器系统自我修复与重构功能的需求,以及分布式系统结构的特殊性,使得分布式武器装备具有众多的功能节点以及复杂的交联关系,对其进行快速故障定位已成为武器系统维修保障的重要研究内容。文中运用复杂网络理论对分布式系统建模,结合复杂网络社团性这一特点,提出了多分辨率模型映射的新观点,并以自律分散自动测试系统作为分析载体,运用多分辨率社团挖掘的方法,进行多分辨率故障回溯推理,为实现新型分布式武器系统的故障定位提供了新思路。     

考虑横向转运的线状需求物流节点选址研究

铁路线路建设需要大量物资,沿拟建线路布局物流节点对成本控制具有重要意义。为决策物流节点的位置及其相应的服务区域,考虑拟建线路物资需求的不确定性,引入物流节点间的横向转运策略,以运营总成本最小为目标,建立了线状需求下的设施选址−库存模型。在分析模型性质的基础上,设计了基于线搜索的求解算法。算例分析表明,横向转运增加一定的转运成本和运输成本,但大幅降低了物流节点的库存成本,进而降低运营总成本,考虑横向转运对物流节点的选址和服务区域决策有一定的影响。     

基于座底式水声网络节点的跟踪测试技术研究

为了满足水下航行体的大范围水下定位跟踪测试要求,针对基于座底式水声网络节点的跟踪测试技术进行深入研究。设计了一种紧凑型水声网络节点,该节点采用卧式安装结构,可通过水声或光电信号进行回收控制,具有结构轻便、布放效率高、回收可靠等特点。利用该水声网络节点,串行布放在某水域组成座底式长基线跟踪测试系统,该系统具备定位跟踪、航行参数遥测等功能。针对其定位跟踪及航行参数遥测功能进行湖上跑船试验,试验结果证明,该系统定位跟踪精度高,航行参数遥测功能可靠,遥测误码率低,总体覆盖范围大,可广泛应用于水下航行体的定位跟踪、导航测试等,具有较高的工程实用价值。     

主动全向声纳浮标定位算法和定位误差研究

针对主动全向声纳浮标定位目标算法和定位误差问题,依据"纯距离测量"定位的最小二乘算法,给出了定位误差方差阵的迭代计算方法和计算流程.采用蒙特卡洛仿真方法,统计分析了定位算法的精度;对比分析了定位误差均方差理论计算值和目标位置仿真结果的均方根误差,给出了定位算法的精度,验证了定位误差算法的正确性.     

一种近场测量用水听器自动定位装置的研制

本文论述了一种近场测量用的水听器自动定位装置的构造方法和性能特点，该装置既可以实现８０３１单片机本控，也可以通过ＩＥＥＥ－４８８接口实现ＰＣ机远控。在大型换能器（或基阵）的近场法校准中和水下声学系统的近场研究中都具有实用价值