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，如何让每个未知节点以最低成本获取足够参考节点的位置信息及其与这些参考节点的位置关系，一直是关键问题。参考节点密度和通信量之间似乎存在难以调和的矛盾，使用单个参考节点完成定位在经济上最为划算。本文将详细探讨基于移动参考节点的定位机制，分析参考节点路径选择问题和遍历效率，并给出模拟实验结果。

1. 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。由于事先不知道未知节点的位置，难以根据其分布确定参考节点的移动路径。本文提出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形成的网格要尽可能小。
- 每个未知节点必须接收三个以上非共线信标。

为解决这些问题，本文基于虚拟力方法和旅行商问题，提出了信标位置选择和路径规划的方法，具体步骤如下：
1. 确定参考节点信标相对位置的拓扑关系 ：使参考节点依据无线信标的拓扑结构，让覆盖区域内任意点能接收三个以上信标，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寻找发射点的最优遍历路径 。

1.1 无线信标位置确定

由于不知道未知节点的坐标，未知节点需至少接收三次信标，才能保证监测区域内任意点能被参考节点通信范围至少覆盖三次。利用覆盖算法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。