無線傳感器網絡差分修正定位算法的改進

首先通過A，B，C用三邊測量法求出D點的測量坐標，與D點的實際坐標相比較，得出偏移量(△x，△y)。用同樣的辦法通過A，B，C對M點進行定位，得出M點的測量坐標。在這里，可以將差分參考點D的偏移量近似作為未知節(jié)點M的偏移量。M點的測量坐標加上差分參考點D的偏移量，得出M的定位坐標(x，y)。如式(7)所示：


2 改進的差分修正算法與實現
傳統(tǒng)的差分修正算法中，差分修正參考點的選取存在一些不合理的因素。該算法要取得較好的定位效果必須有一個信標節(jié)點在未知節(jié)點附近。在實際應用場合，這一條件通常難以滿足：在信標節(jié)點密度有限的情況下，未知節(jié)點處于信標節(jié)點附近不是一個大概率事件。如圖2所示，未知節(jié)點距離各個信標節(jié)點的距離都不是很接近，在定位區(qū)域內無法選出最優(yōu)參考點，那么此時采用最近的參考點對未知節(jié)點校正，就會產生很大的誤差。

本文提出改進的差分修正算法，利用各信標節(jié)點分別作為參考點進行差分修正，從一定程度上可以避免此類問題的出現。
2．1 改進的差分修正定位算法模型
首先，根據接收到的RSSI的大小，確定距離未知節(jié)點M最近的三個信標節(jié)點。以這三個信標節(jié)點確定一個三角形，求出這個三角形的質心。距離該質心最近的信標節(jié)點作為定位計算的第四個信標節(jié)點，此四點所圍成的區(qū)域，便是未知節(jié)點所在的最小區(qū)域。
然后，以A，B，C，D為信標節(jié)點對未知節(jié)點M進行定位。首先以A點作為差分修正參考點，B，C，D作為信標節(jié)點，利用式(7)得出M以A為差分修正點的定位坐標(xma，yma)。然后分別以B，C，D作為差分修正參考點對M(X，Y)進行定位，得到差分修正坐標(xmb，ymb)，(xmc，ymc)，(xmd，ymd)。
在傳統(tǒng)的差分修正算法中，沒有充分利用其他信標節(jié)點對節(jié)點位置影響力的大小，影響了定位精度。改進的差分修正算法，通過加權因子來體現信標節(jié)點對節(jié)點位置坐標決定權的大小。根據差分參考點到未知節(jié)點的距離對差分修正坐標進行加權修正，計算出M的坐標。

式中：dA，dB，dC，dD為信標節(jié)點到未知節(jié)點的距離。因子體現了距離未知節(jié)點越近的信標節(jié)點作為參考點時，對未知節(jié)點坐標位置的影響力越大。通過這種內在關系的反映來達到提高定位精度的目的。