基于共面度的无线传感网络的三维定位方法

摘要

一种基于共面度的无线传感网络的三维定位方法，包括以下步骤：1)参数配置：跳数阈值、共面度阈值和以及参考点坐标，参考节点的数量为不少于四个：2)定位过程，具体包括：(2.1)计算所有节点与参考点之间的最小跳数；(2.2)计算网络平均每跳距离；(2.3)计算未知节点与参考点之间的距离，计算到参考点的距离；(2.4)计算未知节点的坐标：首先未知节点将邻近所有参考点按4个一组计算共面度DCP，根据设置的共面度阈值thre_dcp排除掉DCP小于共面度阈值thre_dcp的参考点组合，然后根据四边测量法分别计算节点坐标，最后取所有结果的平均值作为未知节点最终位置坐标。本发明能够适应三维定位、提高定位精度。

主权项

1.一种基于共面度的无线传感网络的三维定位方法，其特征在于：所述三维定位方法包括以下步骤：1)、参数配置：跳数阈值thre_hop是指节点与其邻近节点相连通的最远跳数；共面度阈值thre_dcp为保证对最佳定位单元的选择参数；以及参考点坐标，参考节点的数量为不少于四个；2)、定位过程，具体包括：(2.1)计算所有节点与参考点之间的最小跳数；(2.2)计算网络平均每跳距离：先根据节点自身坐标计算两个参考点之间的实际距离：$d_{\mathrm{ij}}=\sqrt{{(x_i-x_j)}^2+{(y_i-y_j)}^2+{(z_i-z_j)}^2}$其中，(x_i，y_i，z_i)、(x_j，y_j，z_j)是考点节点i、j的坐标，d_ij是参考点i、j之间的实际距离；算出每个参考点的网络平均每跳距离，参考节点i的网络平均每跳距离为：$c_i=\frac{\underset{j=1}{\overset{n}{\Sigma }}\sqrt{{(x_i-x_j)}^2+{(y_i-y_j)}^2+{(z_i-z_j)}^2}}{\underset{j=1}{\overset{n}{\Sigma }}{h}_{\mathrm{ij}}}$其中(x_i，y_i，z_i)、(x_j，y_j，z_j)是考点节点i、j的坐标，n是参考节点总数，h_ij是节点i和节点j之间的跳数；(2.3)计算未知节点与参考点之间的距离，未知节点收到参考点的信息后，利用下列公式计算到参考点的距离：d_i＝c_i×hop_i，其中d_i是未知节点到参考点i的距离，c_i为网络平均每跳距离，hop_i为未知节点到参考点i的跳数；(2.4)计算未知节点的坐标：首先未知节点将邻近所有参考点按4个一组计算共面度DCP，共面度DCP的计算公式为：其中，DCP的取值范围为[0，1]，v为四面体的体积，a，b，c分别为四面体三组对棱长度的乘积，s_i为四面体各底面面积；根据设置的共面度阈值thre_dcp排除掉DCP小于共面度阈值thre_dcp的参考点组合，然后根据四边测量法分别计算节点坐标，最后取所有结果的平均值作为未知节点最终位置坐标。