一种基于增量定位的移动信标辅助节点定位算法
多移动信标辅助的分布式节点定位方法
Ｐｏ ｉｃ Ｚ ２ ０ Ｇ ０ ， Ｒ ０ ０ Ｑ １） ｒ ｉ ｖ ｅｅ ｒ ｕ ｄｆｒ ｘｅｌ ｔ ｏ ｎ ｎ ｄ ｌ ａ ｅ ｃｅｔ ｔ ｏ ｈ ｄｎ ｒｖｎｅ（Ｒ ０ ９ Ｑ０ ２ Ｚ ２ １Ｆ ０ ４ ； ｉ ｔ ｅＲ ｓａ ｈＦ ｎ ｏ ｃｌ ｎ ｕ ｇａ ｄＭｉｄｅ ｇ ｄＳｉｎｉｓ ｆＳ ａ ｏ ｇ Ｐｍ ｉ ｃ Ｅ ｅ Ｙ ． ｓ ｎ
Ｆ ｕ ｄ ｔ ｎ Ｉ ｍｓ Ｔ ｅＮａ ｏ ａ Ｎａ ｒｌ ｃ ｎ ｅＦ ｕ ｄ ｔ ｎ ｏ ｈｎ ６ ８ ２ ３ ） Ｔ ｅＮ ｔｒ ｃ ｎ ｅＦ ｕ ｄ ｔ ｎｏ ｈ ｄ ｎ ｏ ｎ ａｉ ｅ ： ｈ ｔ ｎ ｌ ｔ ａ ｉ ｃ ｏ ｎ ａ ｏ ｆ ｉａ（０ ０ ０ ０ ； ｈ ａｕａ Ｓ ｉ ｃ ｏ ｎ ａ ｏ ｆ ａ ｏ ｇ ｏ ｔ ｉ ｕ Ｓ ｅ ｉ Ｃ ｌ ｅ ｉ Ｓｎ
（．山东科技 大 学 信 息 科学 与工程 学 院， 山东 青 岛 ２ ６９ ；２ １ ６ ５０ ．山东省计 算机 网络 重 点实验 室 山东 省计 算 中心 ，山东 济 南 ２０ １） ５ ０４
摘
要 ：为提高移动信标辅助定位算法的定位 精度 ，避免重复扫描待定位节点 ，提 出了一种使用多个移动信标的
１ ）信 标 沿着 一 定 的路径 遍 历 整个 网络 部 署 区
内获 得各 个未 知节 点相对 坐标 ，接 着利 用移 动信标 对簇 头节 点进 行定位 ， 而后 便 可定位 其他 节点 。 ｍ Ｋｉ
等 …还给 出了采用 加权 最 小二乘 法提 高使 用 移动信 标 时测距 精度 的方 法 。
中图分类号：Ｔ ３ ３ Ｐ９
文献标识码 ：Ａ
文章编号 ：１ ０ —３ Ｘ（０ ２０ －１３０ ０ ０４ ６ ２ １）３００ —９
光纤传感网络中的节点定位算法
光纤传感网络中的节点定位算法随着网络技术的不断进步和广泛应用，光纤传感网络已成为一种重要的物联网技术手段，其在人工智能、工业自动化、智慧城市等领域都有着广泛的应用。
然而，光纤传感网络中的节点定位问题一直是个难题。
节点定位算法的准确性、实时性、成本和可扩展性等因素决定了其实际应用的效果。
如何高效准确地定位节点，成为了当前光纤传感网络的热门研究课题。
本文将介绍一些常见的光纤传感网络节点定位算法，以及其特点和应用情况。
一、TOA算法TOA（Time of Arrival）算法是一种基于时间的节点定位算法，其核心思想是根据节点发送和接收的信号之间的时间差来确定节点的位置。
该算法需要引入一个中央控制器，通过在网络中的节点之间发送包含时间戳的数据包，利用节点同步技术和时间戳信息进行节点定位。
TOA算法的定位准确度高，可以达到亚毫秒级别，但是算法对于链路时延、同步误差等因素都非常敏感，对于普通的光纤传感网络应用来说，成本较高。
二、RSSI算法RSSI（Received Signal Strength Indication）算法是一种基于信号强度的节点定位算法。
该算法通过收集节点发送信号的信号强度，然后进行测距和定位。
该算法需要大量的校准，因为信号强度的衰减受到一系列因素的影响，包括信号传播的路径、接收器的增益和环境干扰等。
RSSI算法需要网络节点足够密集，同时需要采用具有较好性能的接收器进行测距，这对于光纤传感网络的实际应用来说存在一定的局限性。
三、TDOA算法TDOA（Time Difference Of Arrival）算法是一种基于时间差的节点定位算法，它使用无线节点和基站之间信号到达时间的差异来确定节点的准确位置。
TDOA与TOA算法类似，也需要一个中央控制器，中央控制器会在网络中的基站上同步发出信号，在节点接收到信号后，根据到达时间差测量可能的位置。
与TOA算法相比，TDOA算法不需要精确的时间同步，能够减少同步误差的影响，精度和稳定性也更高，但是需要更多的计算和计算资源，成本相对较高。
一种基于单个移动信标的分布式节点定位算法
硬件 要求 比较 高 ， 外 ， 号 强 度 规 律 受 环 境 影 响 另 信
度 进行 测距 ， 需在 节点上 额外 添加 附件 。 无
收 稿 日期 ：００年 １ 月 ２ ２１ １ ６日， 回 日期 ：０ ０年 １ 修 ２１ ２月 ２ 日 ８
作 者简 介 ： 伟 ， ， 理 工 程 师 ， 究 方 向 ： 子 装 备 技术 。 张 男 助 研 电
有必要 减少 节 点 定 位过 程 中的 信标 数 目。如 果 信 标可 以移 动并且 周 期 性 的发 送 自身 位置 信 息 给周
围的未 知节 点 ， 么单个 的信标 就足够 了。 那 本 文提 出了 一种 基 于单 个 移 动信 标 的分 布式 节 点定 位算法 ， 传 感 器 网 络 布设 之 后 ， 据单 个 在 根
ＣＩ ｓ ｍ ｂ ｒ ＴＰ ９ ． ａ ｓ Ｎｕ ｅ ３１９
１ 引言
大规 模 集 成 电 路 、 ＭＳ和通 信 理 论 的成 熟 ＭＥ
较大从 而影 响定 位 效果 ； 而利 用 非 测 距算 法 ， 需 不 要距 离 或角度信 息 ， 每个节 点分 别进 行计 算 。精 度
和通信 量是非测 距算法 面 临的 主要 问题 。
【） ａ 【 ｂ）
其 中 ， ＤＦ麟 未 知 节 点 和 信 标 节 点 之 间距 离 的 Ｐ 是
似然概 率 分 布 函数 ， ， ，． ｉ ｙ ． 限 制 区 ｚ ｚ ｙ ｍ 是 、
一种改进的基于移动信标的节点自定位算法设计
信标移动模型采用高斯马尔可夫移动模型 ＿ 】 ，
移动信标运动的速度和方向可 以表示为公式 （ １ ） 和
科
学
技
术
与
工
程
１ ３卷
公式（ ２ ） 。 Ｖ ＝ａ ｖ １＋（ １一ａ ） ｖ ＋ ， ／ １一ａ （ １ ）
成， 节点 之 间通过无 线通 信 方 式 组成 一 个 自组 织 多 跳 网络 ， 以实 现 军 事 防 御 、 目标 跟 踪 和 环 境 监 控 等 应 用 。节 点 的 位 置 对 于 这 些 应 用 来 说 至 关 重 要 。
文献 ［ ６ ］ 根据声波能量与传输距离的关 系对未 知节点与虚拟信标之间的距离进行估计 ， 并采用速 度调整策略来提高定位精度。文献 ［ ７ ］ 根据 Ｔ Ｄ Ｏ Ａ
无 线 传感 器 网络… （ Ｗｉ ｒ ｅ ｌ ｅ ｓ ｓ ｓ ｅ ｎ ｓ ｏ ｒ ｎ ｅ ｔ ｗ ｏ ｒ ｋ ，
感器 节点 通过装 载 在移 动 机 器人 、 移 动车 辆 或 飞机 等 工具上 ， 使其 在 网络 区域进 行 移 动 以辅 助 未 知 节
点定 位 。
ＷＳ Ｎ ） 是 由大量部 署在 监测 区域 的传感 器节 点组
近不同的信标应具有不 同的影响力 因素， 具有较大
的定 位误差 。
ｄ ＝ａ ｄ １ ＋（ １一ａ ） ｄ ＋ｒ ｄ， ／ １一ａ
（ ２ ）
加权质心算法在传统 的质心定位算 法上考 虑
权值 因素 ， 通 过 权 值 体 现 信 标 对 节 点 定 位 的影 响 ，
基于虚拟信标节点的定位算法
摘 要：从无线传感器 络 的灾际应用 中的硬件构件成本及节点定传代价最 小化 出发 ，利用 ＤＶ Ｈ ｐ算法 思想提 ．ｏ
出一种无需真 实物理信标 节点的无需测距节点定位算法 。该算法利用高斯． 马尔可夫移动模 型的 Ｓｎ ｉ ｋ节点周 期性 地发出当前位 置信息分组 ， 点收到相戍 的位置信 息分 组时，利用 Ｒ Ｓ Ｓ Ｉ的对数． 常态分布模型计算与 当前 Ｓｎ ｉ ｋ 节点的距离 。节点根据 Ｒ Ｓ 精度门限值是否符合要求提升为虚拟信标 节点。实验仿真验证 了该定位算法 的有效 ＳＩ
Ｇａ ｓ —Ｍ ａ ｋ ｖ ｍｏ ｉｔ ｄ ｌ ｎ ｅ ｄ ｏ ａｉｎ ｉ ｆ ｒ ｔ ｎ ｐ ｒ ｄ ｃ ｌ ． ｄ ｓ ｓ ｎ ｉ ｇ ｔ ｅ ｉｆ ｒ ｔ ｎ ｗｉ ｕｓ ｒ ｏ ｂ ｌ ｍｏ ｅ ，ａ ｄ ｓ ｎ ｓ ｌｃ ｔ ｎ ｏ ｍａ ｉ ｅ ｉ ｉ ａｌ Ｎｏ ｅ ｅ ｓｎ ｈ ｎ ｏ ｍａｉ ｌ ｉ ｙ ｏ ｏ ｏ ｙ ｏ ｌ
计 算 机 系 统
用
２Ｉ ０ １年 第 ２ ０卷 第 １ 期
基于虚拟信标节点的定位算法①
钟 进 发 ，许 力 ，叶 阿勇 ，黄 晨 钟 一
（ 上海 市 信 息 安 全 综 台 管 理 技术 究重 点 实验 室 ，． ｉ ２ ０ ４ ） １ｆ ０ ２ ０ －￣
（ 福建师范人学 网络安全与密码技术重点实验室 ，福州 ５ ０ ７ Ｉ ００ ） ３
ｃ ｍｐ ｔ ｈ ｉｔ ｎ ｅ ｂ ｔ ｅ ｉ ｋ ａ ｄ ｔｅｆ ｂ ｓ ｄ ｏ ｏ ． ｏ ａ ｄ ｓｒｂ ｔｏ ｏ ｅ ｏ Ｓ ．Ｔｈ ｓ ｏ ｅ ｏ ｏ ｕ ｅ ｔ ｅ ｄ ｓａ ｃ ｅ ｗｅ ｎ ｓｎ ｎ ｉ ｌ ａ ｅ ｎ ｌ ｇ ｎ ｒ ｌ ｉｔｉｕ ｉｎ ｍ ｄ ｌ ｆ ＲＳ Ｉ ｓ ｍ ｏ ｅ ｎ ｄ ｓ ｗｈ ｒ ｃ ｉ ｄ ｍ ｏ ｅ ｔ ａ ｉｃ ｓ ｏ ｏ ａｉ ｎ ｉ ０ｍ ａｉｎ ｉ ｈ ｒ ｉｔ ｎ ｅ ｗｉｌｂｅ ｕ ｄ ｔ ｄ ａ ｉ ａ ｏ ｅ ．Ａｔｌｓ．ｔ ｅ ｅ ｅｖｅ ｒ ｈ ｎ ３ ｐ ｅ ｅ ｆ ｌｃ ｔｏ ｎｆ ｒ ｔｏ ｎ ｓ ｏ ｔ ｄｓａ ｃ ｌ ｐ ａｅ ｓ ｖ ａｕ ｌｎ ｄ ｓ ａ ｔ ｈ ａｇｏ ｉ ｍ ’ ｅ ｃ ｃ ｏ ｓａ ｅ ｓｂｅｗａ ｒ ｖ ｄｂ ｅｓｍｕｌｔ ｎ ｅ ｐ ｒｍｅ ｔ ｌ ｅ ｕｔ． ｌ ｒｔ Ｓ ｆ ａ ｉ ｕ ｎｄｆ ａ ｉ ｌ ｓｐ ｏ ｅ ｙｔ ｉ ｈ ｉ ｈ ａｉ ｘ ｅ ｉ ｎａ ｓ ｌｓ ｏ ｒ Ｋ ｅ ｗ ｏ ｄ ： ｒ ｌｓ ｅ ｓ ｒｎ ｔ ｒ ； Ｖ－ ｏ ｖ￣ｕ ｌ ｅ ｃ ｎ ｎ ｄ ｓ ｍ ｏ ｉ ｉ ｋｎ ｄ ｙ ｒ ｓ ｗｉｅｅ ｓｓ ｎ ｏ ｅｗｏ ｋｓ Ｄ Ｈ ｐ； ｉ ａ ａ ｏ ｏ ｅ ； ｂ ｂ ｌ ｓｎ ｏ ｅ ｅ
面向WSN的移动信标辅助定位方法
传感器 网络 中各节点采集的数据只有结合其 位置信息才有意义 ， 且传感器网络的覆盖 、 布局和 目标跟踪等操作都依赖 于节点 的有效定位 ， Ｊ因 此， 如何确定每个节点 的 自身位置成 为无线传感
覆盖盲区， 从而 降低定位精度 。文献 ［ ］ 出让 ５提
移动信标采用随机移动模型的方式尽量遍历传感 区域 ， 然后 采用 分布 式算 法为 未知 节点定 位 ， 方 该
法结 合 了基 于 测距 方 法 的优 点 ， 无 需 布置 固定 且
术方面 ， 可将无线传感器 网络节点定位方法分 为
摘 要 ： 出了一种基 于移动信标 的辅 助定位方法 ， 提 该方法采用三 重覆 盖思想确定虚拟信标点分布 ， 保证未知 节点获得足够 的定位信息 ； 利用蚁群算 法获取遍 历这些虚拟信标 点 的最优路 径 ； 提出 了基 于迭代优化算 法的 虚拟信标点滤波方法。通过对虚拟信标点个数 、遍历路径 长度 、传感器 通信距离 和定位误 差等参数分别 进 行仿真分析。结果表明 ， 该定位方法在定位精度 、 定位覆盖率和能量消耗等方面具有一定 的优越性 。 关键词 ： 无线传感器 网络 ；节点定位 ； 移动信标 ；信标滤波 ； 最优遍历路径
第３ 卷 第２ ２ 期
２１பைடு நூலகம்年 ４月 ００
武 汉 理 工 大 学 学 报 ・ 息 与 管 理 工 程 版 信
Ｊ Ｕ Ｎ ＬＯ Ｔ ＩＦ Ｒ Ａ ＩＮ＆Ｍ Ｎ Ｇ Ｍ Ｎ Ｎ ＩＥ ＲＮ ） Ｏ Ｒ Ａ ＦＷＵ （Ｎ Ｏ Ｍ ＴＯ Ａ Ａ Ｅ Ｅ ＴＥ ＧＮ Ｅ ＩＧ
一种基于蒙特卡罗法的无线传感器网络移动节点定位算法研究
的一个 难点 问题 。
由于节点 的移动性 ， 将导致 网络 的拓扑 结构变化
的限制 。 因此 ， 求 ＷＳ 自身定位 机制 成为 许多研 寻 Ｎ
究 机构 和学 者所共 同探 讨 的问题 。
频繁 ， 若采用静 态定 位算 法 中的定 位 机制 ， 则需 要频 繁地 更 新 节点 的位 置信 息 ， 将 消耗 系 统 的大 量 资 这
源， 同时也会 降低 网络响应能力及定 位精度 。针 对 节点的移动性 ， 目前 学 术界 已提 出一些 针 对 ＷＳ Ｎ的 动态 定 位 算 法 ， Ｄ Ｓ定 位 算 法 Ｊ Ｄ Ｌ定 位 算 如 Ｌ 、Ｒ
节点 定位 算法 有不 同 的分类标 准 ， 根据 ＷＳ Ｎ中
传 感器 节 点 是 否 移 动 ， 点 定 位 可 分 为 静 态 定 位 节
第２ ３卷 第 ４期
２１ ０ ０年 ４ 月
传 感 技 术 学 报
Ｃ ＮＥ Ｅ Ｊ ＨＩ Ｓ ＯＵＲ ＡＬ ＯＦ Ｓ ＮＳ Ｎ Ｅ ＯＲＳ Ａ Ｃ Ｕ Ｏ ＮＤ Ａ Ｔ ＡＴ ＲＳ
Ｖ０ ＿ ３ Ｎｏ ４ ｌ２ ． Ａｐ ． ２ ０ ｒ ０１
Ａ ｔ ｄ ｆ Ｍ ｏ ｉ ｄ ｃ ｌ ａ ｉ ｎ Ａｌ ｏ ｉｈ ｓ ｄ ｏ ＣＬ ｏ Ｓ ｕ ｙ ｏ ｂ ｌ Ｎｏ ｅ Ｌｏ ａ ｉ ｔｏ ｇ ｒ ｔ ｍ Ｂａ ｅ ｎ Ｍ ｅ ｚ ｆｒ Ｗ ｉ ｅｅ ｓ Ｓ ｎ ｏ ｔ ｒ ｒ ｌ ｓ ｅ ｓ ｒ Ｎｅ ｔｎ ｉ ｇ ｐ ｒｏ ｍａ ｃ ｎ ｄｆｅ ｅ ｔｄ ｎ ｉ ｆａ ｃ ｏ ｏ ｅ ，ｃ ｎ ｅ ｔｖｔ ｄ ｍｏ ｅ ｎ ｅｏ ｉｙ ｎ ｔ ｏ ａ ｕ ｓａ ｄ ｎ ｅ ｆｒ ｎ ｅ ｉ ｉ ｒ ｎ ｅ ｓｔ ｏ ｎ ｈ ｒｎ ｄ ｓ ｏ ｎ ｃｉｉｙ ａ ｖ ｍｅ ｔｖ ｌｃｔ ． ｆ ｙ ｎ
无线传感器网络中基于RSSI一致性的安全定位方法
无线传感器网络中基于RSSI一致性的安全定位方法朱青青;杨玉斌;刘娜;马秋环【摘要】无线传感器网络通常部署在无人值守的敌对环境中,容易受到攻击节点的影响,给其应用带来较大挑战.针对该问题,利用移动信标节点,提出一种基于接收信号强度指示器(RSSI)一致性实现未知节点安全定位的方法.该方法通过计算未知节点接收到的数据包RSSI的方差,将方差较小的一组所对应的节点信息剔除,从而抑制虫洞攻击对定位的影响.仿真结果表明,该方法能有效消除虫洞攻击对节点定位的影响.【期刊名称】《计算机工程》【年(卷),期】2016(042)010【总页数】8页(P151-157,163)【关键词】接收信号强度指示器;无线传感器网络;虫洞攻击;移动信标节点;安全定位【作者】朱青青;杨玉斌;刘娜;马秋环【作者单位】青岛黄海学院机电工程学院,山东青岛266427;中国电子科技集团公司第四十一研究所,山东青岛266580;青岛黄海学院机电工程学院,山东青岛266427;青岛黄海学院机电工程学院,山东青岛266427【正文语种】中文【中图分类】TP393近年来,随着微机电系统和无线通信技术的快速发展和日趋成熟,无线传感器网络(Wireless Sensor Network,WSN)的研究得到了越来越多研究机构和学者们的关注,已经成为一个非常热门的研究领域。
目前,无线传感器网络有着广泛的应用,包括移动目标追踪与定位、油气管道监测、医疗监护和智能家居等。
然而,上述许多应用都是基于网络中的节点位置信息已知的条件下。
例如油气管道监测过程中,一旦无线节点检测到油气泄漏,即可及时将该事件通过无线传输方式通知后台中心服务器,以便快速有效地做出响应。
然而,检测到泄漏点的节点如果没有位置信息,整个响应过程将会大打折扣。
因此,在这类无线传感器网络应用中,节点监测的事件与节点的物理位置信息有着密切的关系,两者同等重要,缺一不可。
无线传感器网络中的节点通常可分为2类:信标节点(Beacon)和未知节点(Unknown)。
一种基于RSSI的无线传感器网络r全程优化分布式定位策略
一种基于RSSI的无线传感器网络r全程优化分布式定位策略张新荣;熊伟丽;徐保国【摘要】针对目前定位算法存在精度与成本有较大矛盾的问题,在定位实施各阶段采取有效措施,提出一种新的基于接收信号强度指示(RSSI)观测模型的协作定位算法.该算法以有效计算方式获得距离数据,优选锚节点参与定位计算,通过泰勒展开迭代求精法实施位置优化,最终获得满足要求且定位精度较高的位置估计.引入协作定位思想,将满足一定要求的已定位节点升级为锚节点,参与其他节点的定位,提高了定位的覆盖率和定位精度.仿真实验结果显示:网络参数相同的条件下,本文算法定位效果接近基于实际坐标的泰勒级数展开算法,而远高于基本的最小二乘定位算法,且由于所需存储空间小,其定位精度也随测距误差的减小而快速提高,能够满足大规模无线传感器网络的定位需求.%Aiming at the problem that there is a great contradiction between the precision and cost of the current lo?cation algorithm,a new cooperative localization algorithm based on received signal strength indicator(RSSI)obser?vation model is proposed. Using effective calculation method,the positioning calculation is carried out by obtaining the distance data and the optimally selecting anchor and applying the Taylor expansion iterative refinement method to optimize the position,finally obtains the location estimates with high positioning accuracy. In the positioning pro?cess,the concept of cooperative positioning is introduced,in which the positioned node meeting the certain require?ments will be upgraded to anchor node,so that it can participate in the positioning of other nodes,and improve the coverage and positioning accuracy. Simulation experiment results show that on the premise of thesame network pa?rameters,the positioning effect of the proposed algorithm is close to the Taylor series expansion algorithm based on the actual coordinates,and much higher than the basic least square algorithm. And because the storage space is small,the positioning accuracy is improved rapidly with the decrease of ranging error,which can meet the needs of large-scale wireless sensor networks.【期刊名称】《传感技术学报》【年(卷),期】2016(029)012【总页数】7页(P1875-1881)【关键词】无线传感器网络;RSSI测距;优化算法;协作定位【作者】张新荣;熊伟丽;徐保国【作者单位】江南大学物联网工程学院,江苏无锡214122;江南大学物联网工程学院,江苏无锡214122;江南大学物联网工程学院,江苏无锡214122【正文语种】中文【中图分类】TP393.0无线传感器网络WSN（WirelessSensorNetworks）由大量传感器自主组网而成，通常密集分布于监测区域内，通过传感器的无线通信机制进行信息交互，能够感知、采集和处理监测区域内的物理信息。
基于改进RSSI的节点定位技术研究
基于改进RSSI的节点定位技术研究
石斯斯;陈潮红
【期刊名称】《信息系统工程》
【年(卷),期】2024()1
【摘要】室内定位技术的关键在于定位算法,一个合适的定位算法能够显著减少对无线信道的干扰,从而提高定位的准确性。
在传统三边测量定位技术的基础上,对信
标节点的选择进行了进一步的优化,并对角度权重函数进行了加权处理,通过仿真进
行了验证。
与原始的三边测量定位方法相比,该算法在定位精度上有了显著的提升。
与传统基于测距的方法相比,该算法能够有效降低系统成本,提高定位精度和可靠性,同时还可以对多个未知点进行精确定位,适用于复杂环境下的实时定位要求。
【总页数】4页(P38-41)
【作者】石斯斯;陈潮红
【作者单位】南京航空航天大学金城学院机电工程与自动化学院;宁夏大学物理与
电子电气工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】TN9
【相关文献】
1.WSN中一种基于RSSI的移动节点改进定位算法
2.基于移动锚节点的无线传感
网RSSI定位改进算法3.一种改进的基于RSSI最小二乘法和拟牛顿法的WSN节
点定位算法4.基于RSSI的无线传感器网络节点定位技术研究5.无线传感器网络中基于RSSI的室内节点定位改进算法
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基于改进NSGA-III算法的DV-Hop三维定位算法
基于改进NSGA-III算法的DV-Hop三维定位算法作者：***来源：《现代信息科技》2023年第18期摘要：在三维空间节点定位算法中，DV-Hop算法凭借其原理简单、成本低的优势得到了大量学者的广泛关注。
针对DV-Hop算法中因计算误差导致的定位精度较低的问题，研究NSGA-III算法的交叉和变异并进行自适应改进，使得子代个体的进化更加均匀，提高找到全局最优解的概率，减少陷入局部的解空间。
最后结合蚁群算法提升了该算法在复杂网络环境中的定位精度。
仿真结果表明，与其他算法相比，文章提出的基于改进NSGA-III和蚁群算法的DV-Hop三维定位算法具有较好的定位精度。
关键词：无线传感器；DV-Hop；NSGA-III算法；自适应优化；定位精度中图分类号：TP18 文献标识码：A 文章编号：2096-4706（2023）18-0092-08DV-Hop 3D Location Algorithm Based on Improved NSGA-III AlgorithmHUANG Chenxi（College of Computer Science and Engineering， Northwest Normal University， Lanzhou 730070， China）Abstract： Among the 3D space node positioning algorithms， the DV-Hop algorithm has been widely concerned by a large number of scholars due to its advantages of simple principle and low cost. To solve the problem of low positioning accuracy caused by calculation errors in the DV-Hop algorithm， this paper researches the crossover and mutation of the NSGA-III algorithm and makes adaptive improvements to make the evolution of offspring individuals more uniform and increase theprobability of finding the global optimal solution， to reduce the localized solution space. Finally，combined with the Ant Colony Optimization algorithm， the positioning accuracy of the algorithm in the complex network environment is improved. The simulation results show that compared with other algorithms， the DV-Hop 3D positioning algorithm based on improved NSGA-III and Ant Colony Optimization algorithm proposed in this paper has better positioning accuracy.Keywords： wireless sensor; DV-Hop; NSGA-III algorithm; adaptive optimization; positioning accuracy0 引言無线传感器网络（Wireless Sensor Network， WSN）是一种在一定监测范围内随机分布了众多低成本、微小的传感器节点的独立的无线网络，既携带了温度、湿度、光照、压力等不同类型的传感器以满足不同的检测需求，同时整合了信息采集、资料处理和无线通讯等多种功能，在现代化工业、智能农业、医疗、军事、环境、智能家居等各种重要领域都得到广泛应用[1，2]。
一种基于移动坐标系的新型节点定位算法
节点定位是无线传感 器 网络 （ Ｎ ） ＷＳ ｓ 最关键 的技术 之
一
，
因为节点 信息可用于 目标跟踪 、 盖范围 、 覆 环境监测 、 路 。现实应用 中， 定位的方法 有很多 ， 当前用 得
由选择等
最 为 广 泛 的就 是 Ｇ Ｓ定 位 。 Ｇ Ｓ定 位 具 有 全 天 候 、 精 度 Ｐ Ｐ 高
从 目前情 况来看 ， Ｎ ＷＳ ｓ节点 定 位技术 大体 上 可 以分
为 以下 ３种 ：
定位技术精度最高 ， 对硬件要求也最高 ； 但 有锚节点基于非 测距 的定位技术精度 较高 ； 锚节 点定位 技术可显 著降低 无 网络成本 ， 对硬件要求较低 ， 但定位精度最低 。
１ ＭＣ Ｓ算 法 及 其 实现
了 以下 措 施 ：
有 Ｇ Ｓ装置的节 点 ） 其 中一个 移动 锚节 点 Ｊ Ｐ ， 。每 个锚 节 点到坐标 系的距离是 已知的 ， 且节 点 的通信 范 围均为一 固 定半径 的圆。第 ｍ个位置未 知节 点在 其通信范 围内至少有
２个 以 上 邻居 锚 节 点 。
如 图 １ 原点 ０为移动节点在 时刻 的位置 ， 轴方 向 ， 为其移动方 向， 假设 移动节点 移动方 向为直线 （ 在实际应用 中， 节点可任意方 向运动 ） 。图中 ， Ａ为未 知节 点 ， Ｒ为其通
Ａｂｓｒ ｔ： Ａ ｄ ｓｒｂ ｅ ｎｏ ｅ ｏ ａ ｉａ ｉｎ ｌｏ ｉｈｍ ｂ ｓ ｄ ｎ ｔ ａｃ ｉｔ ｕｔｄ ｉ ｄ ｌｃ ｌｚ ｔｏ ａ ｇ ｒｔ ａ ｅ ｏ ｍｏｂｌ ｃ ｏ ｄｉａ ｅ ｙ ｔ ｍｓ ｓ ｒ ｓ ｎ ｅ ｉｅ ｏ ｒ ｎ ｔ ｓ ｓｅ ｉ ｐ ｅ ｅ ｔ ｄ．Ｉ ｓ ｔ ｉ ｉｒ ｌｖ ｎ ｏｄｉｔｎ ｅ． ｅ ｍ ｏ ｉ ｇ ａ ｃ ｒ ｎ ｄ ｓｓ ｔａ ｈ ｒｇｎ ｔ ｕｉ ｈ ｏ ｒ ｉ ａｅ ｓ ｓｅ ， ｌ ｎｋ ｏ ｒｅ ｅ ａ ｔｔ ｓａ ｃ Ｔｈ ｖ ｎ ｎ ｈｏ ｏ ｅ ｉ ｅ ｓ ｔ ｅ ｏ ｉ ｉ ｏ ｂ ｌ ｔ ｅ ｃ ｏ ｄ ｎ ｔ ｙ ｔ ｍ ｗｈｉｅ ｕ ｎ ｗｎ ｄ ｎ ｄｅ ｏ ｎ ｉ ｇ ｎ ｔ ｅ ｅｇ ｂｏ ｉｇ ｎ ｈ ｒ ｎｏ ｓ ｔ ｌ ｃ ｔ ｉｓ ｌ ｉ ｔ ｔｍ ｐ ｒ ｒ ｃ ｏｄｉ ｔ ｓ ｓｅ ．Ｕｎｋ ｏ ｏ ｓ ｃ ｕ ｔｎ ｏ ｈ ｎ ｉｈ ｒｎ ａ ｃ ｏ ｄｅ ｏ ｏ ａ ｅ ｔｅｆ ｎ ｈｅ ｅ ｏ ａｙ ｏ ｒ ｎａｅ ｙ ｔｍ ｎ ｗｎ ｒ ｇｏ ｆｉｓ ｌ ｓｃ ｎｔｎ ｏ ｌ ａ ｒ ｗｅ ｙ ｆｎ ｎ ｈｅ ｐｕ ｌｃ ｓ ｔｔ ａ ｃ ｅ ｎ ｔ ｅ ｔｉ ｏ ａｉ ｎ ｏ ｉｆｒ ｎ ｅ ｉｎ ｏ ｔｅｆｉ ｏ ｉ ｕ ｕｓｙ ｎ ｒｏ ｄ ｂ ｄｉｇ ｔ ｂ ｉ ｅ ｈ ｔｐｉｋ ｄ ｉ ｈｅ ｃ ｒａ ｎ ｌｃ ｔｏ ｆ ｄｆｅ ｅ ｔ ｉ
无线传感器网络基于移动信标动态选择的定位算法
ＸＩ Ｘｉ ｏ ｓ ｎ Ｅ ａ ｏ ｇ，ＣＨＥＮＧ ｉｎｇ ｌ ｎ Ｌ ａ ｕ
（ ｃ ｏ ｌ ｆ ｕｏ ｔ ｎ Ｇｕ ｎ ｔ ｎ ｉｅｓ ｙｏ ｅｈ ｏｏｙ Ｇｕ ｎ ｚ ｏ １０ ６ Ｃ ｉａ） Ｓｈ ｏ ｏ ｔｍａｉ ， ａ ｇｌ ｇＵｎｖｒｉ ｆＴ ｃ ｎ ｌｇ ， ａ ｇ ｈ ｕ５ ０ ０ ， ｈｎ Ａ ｏ ０ ｔ
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置信 息 ， 知 节 点 根 据 接 收 到 的信 息完 成 自身 位 置 估 计 ， 未 从
而能减少信标 节点 数 目， 效 降低 网络 成本 ［ 。这 种方 有 ５ ］
式 能 够 有 效 节 约 网 络 成 本 ， 时 具 有 较 高 的 定 位 精 度 。但 同 是 ， 动 信标 运 动 过 程 结 束 后 ， 量 节 点 由 于 离 移 动 信 标 的 移 少
ｂ ｔ ｅ ｈ ａ ｈｓｉ ａ ｇ ． ｅ ｗｅ ｎ ｔ ｅ ｐ ｔ ｓｌ ｒ ｅ
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１ 引 言
无 线传 感 器 网 络 （ ｒｌ ｓｓｎｏ ｅｗ ｒ ， Ｓ 是 一 ｗｉ ｅ ｅｓ ｒ ｔ ｏ ｋ Ｗ Ｎ） ｅｓ ｎ 种分布式 、 自组 织 网 络 ， 有 覆 盖 面 广 、 具 自适 应 性 强 、 局 方 布 便 灵 活 等 许 多 优 点 ， 民用 、 空 和 军 事 领 域 均 具 有 非 常 广 在 航
步考虑节点之间 的协作 ， 选取部分节 点对接 收信 息进行转 发。仿 真结果 表明 ， 在移动信 标的路径长度和通信半径不变的情况下 ， 该方法可获 取较高 的定位覆盖率 ， 适用 于信标路径 间距较大 的场合 。 关键词 无线传感器 网络 ；节点定位 ；移动信标 ； 增量定位
中 图分 类号 Ｔ ３１９ Ｐ ９ ．
总第 ２ ２ １ 期 ２１ 第 ２ ０ ２年 期
舰 船 电 子 工 程
Ｓ ｉ ｅ ｔｏ ｉ ｇ ｎ ｅ ｉ ｇ ｈ ｐ Ｅｌ ｃ ｒ ｎ ｃＥｎ ｉ ｅ ｒ ｎ
Ｖｏ ． ２ Ｎｏ ２ １３ ．
４４
一
种 基 于增 量 定 位 的移 动信 标 辅 助 节 点 定 位 算 法
左
（＿ 军 装 备 部 １海来自丹 莫 建 军 肖湛江
胜。
武汉 ４０３） ３ ０ ３
北 京 １０ ８ ）２ 海 军 ９ ９０部 队 ０ ０ ３ （． ２８
５４ ０ ） ３ 海军 工 程 大 学 ２０ ０ （．
摘
要
针对 网络 中可能有少量节点难 以接 收足够定位信息 的情况 ， 出一种 基于增量定位的移动信标辅助节点定位算法 。该算法初 提
ｌｍ ，ｇｍ ｏ ｉ ｅ ｃ ｎ ａ ｓｓｅ ｄ ｏ ａｉａｉｎ ａｇ ｒｔ ｅ － ｔ ｂｌ ｂ ａ ｏ — ｓｉｔｄｎｏ ｅｌｃ ｌ ｔｏ ｌｏ ｉｈｍ ａ ｅ ｎ ｉｃ ｅ ｅ ｔｉ ｒ ｐ ｓ ｄ Ｔｈ ｏ ｐ ｒ ｔｏ ｍｏ ｇ ｎ ｄ ｓ ｉ ｃ ｎ ｉｅ ｅ ｎ ｅ ｚ ｂ ｓ ｄ ｏ ｎ ｒｍ ｎ ｓ ｐ ｏ ｏ ｅ ． ｅｃ ｏ ｅａ ｉｎ ａ ｎ ｏ ｅ ｓ ｏ ｓｄ ｒ ｄ ａ ｄ ｓ ｎｃ ｎ ｄ ｓａ ｅｓ ｌｃｅ ｏｒ ｔａ ｍｉ ｔ ｅｒ ｃ ｉｅ ｅ ｓｇ ｓｆｏ ｔ ｅｍ ｏ ｉ ｅ ｃ ｎ ｉ ｕａ ｉｎｒ ｓ ｌｓｓ ｏ ｔａ ｈｅａｇ ｒｔ ｍ ｎ ｒａ ｅ ｈ ｏ ｉ ｏ ｅ ｒ ｅｅ ｔｄｔ ｅ ｒｎｓ ｔ ｈ ｅ ｅｖ ｄｍ ｓ ａ ｅ ｒ ｍ ｈ ｂｌ ｂ ａ ｏ ．Ｓｍ ｌｔｏ ｅ ｕｔ ｈ ｗ ｈ ｔｔ ｌｏ ｉｈ ｉｃ ｅ ｓ ｓｔｅ ｅ ｃ ｖ ｒ ｇ ａｅａ ｌ ａ ｈ ａ ｈｌｎ ｔ ｎ ｈ ｏ ｏ ｅａ ｅｒ ｔ ｓｗｅｌ ｓｔ ｅｐ ｔ ｇ ｈ ａ ｄ ｔ ｅｃ ｍｍ ｕ ｉａｉｎｒ ｄｕｓｄ ｎ’ｃ ａ ｇ ．Ｔｈ ｌｏｒｔ ｅ ｎｃ ｔｏ ａ ｉ ｏ ｔ ｈ ｎ ｅ ｅａｇ ｉ ｈｍ ｓｓ ｔｂ ｅｆ ｒｔ ｉｕ ｔ ｈ ｔｔ ｅｓ ｃ ｉ ｕｉａ ｌ ｏ ｈｅｓｔ ａ ｉ ｔ ａ ｈ ｐａｅ ｏｎ
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ＺＵＯ ｎ ＭＯ ｉｎｕ ２ ＸＩ Ｄａ Ｊ ｊｎ ａ ＡＯ ｈ ｎ ａ Ｓ ｅ ｇ
路径较远 ， 从而难 以接收 足够 的定 位信息 。针对这 种情况 ， 为提高定位覆 盖率 ， 文选取 部分 符 合条 件 的节点对 接 收 本 信息进行转 发 ， 出一 种基 于增量 定 位的 移动 信标 辅助 节 提 点定位算法 。