56、基于移动参考节点的定位技术研究

基于移动参考节点的定位技术研究

在传感器网络定位领域，如何让未知节点以最小成本获取足够参考节点的位置信息及其与自身的位置关系，是一个关键问题。参考节点密度和通信量往往是一对难以调和的矛盾，使用单个移动参考节点完成定位在经济上更为划算。本文深入探讨了利用移动参考节点遍历监测区域进行未知节点定位的方法，分析了参考节点路径选择问题和遍历效率，并给出了仿真结果。

移动路由

在基于移动参考节点的定位机制中，参考节点如何确定最优移动路径以及广播信标数据的最佳时机是有趣且具挑战性的问题。由于无法提前知晓未知节点的位置，也就难以根据其分布确定参考节点的移动路径。本文提出了移动路径选择的启发式规则：
- 未知节点离移动节点轨迹越近，位置估计越准确，参考节点移动路线应尽量靠近未知节点，即路径划分控制区域生成的网格要尽可能小。
- 每个未知节点必须接收到三个以上非共线的信标。

基于虚拟力方法和旅行商问题，本文提出了一种信标位置选择和路径规划的方法：
1. 确定参考节点信标相对位置的拓扑关系 ：使参考节点根据无线信标的拓扑结构，让覆盖区域内任意点能接收到三个以上信标，确保覆盖范围内的未知节点能确定自身虚拟坐标。借助传感器网络布局，在监测区域快速找到对应的拓扑关系作为发射点。
2. 基于经典旅行商算法找到发射点的最优遍历路径 。

无线信标位置确定

由于未知节点坐标未知，为确保监测区域内任意点至少能被参考节点通信范围覆盖三次，需使用覆盖算法来确定参考节点广播信标的位置。这相当于传感器节点对监测区域的覆盖问题。

已知监测区域长为 (