论文部分内容阅读
近年来,水下无线传感器网络(UWSN)节点定位技术备受关注,其广泛应用于海洋环境治理、自然灾害预防和军事防御等领域。但是,由于海洋环境的特殊性,现有的大多数水下节点定位算法定位精度低、定位效果差,定位误差主要来源于水下节点的移动。节点移动会导致以下三个方面的问题:测距误差、节点无法与足够多的信标节点进行通信以及信标节点发生偏移。针对以上问题,本文主要研究了基于移动节点的水下无线传感器网络定位,提出了基于测距修正的定位算法(Range Correction based localization algorithm,RCL)、惯性协同定位算法(Inertial coordination localization algorithm,ICL)以及基于移动受限信标的定位算法(Mobility-constrained Beacon based Localization Algorithm,MCB)。其中,RCL算法对节点定位运算中的测距误差进行修正,提高定位精度。ICL算法应用在节点发生移动而偏离部署区域,从而导致在一定时间内无法与足够多的信标进行通信时的情况。MCB算法包括二维定位算法(Mobility-constrained Beacon based Localization Algorithm in 2D,MCB-2D)和三维定位算法(Mobility-constrained Beacon based Localization Algorithm in 3D,MCB-3D)。MCB算法针对移动受限信标节点的移动特点,结合其与邻居节点的几何关系定位未知节点,整个定位过程,都与信标节点的坐标无关,解决了节点定位精度依赖于信标节点移动幅度的问题。本文通过MATLAB软件对上述算法进行仿真,仿真结果表明,本文提出RCL算法可以对测距误差进行误差修正,ICL算法对于偏离部署区域的节点能够追踪定位,MCB算法有效解决了信标节点偏移影响定位精度的问题。这三个算法降低了节点移动的影响,极大地提高了节点的定位精度,能够很好地应用到UWSN移动节点定位中。