[發明專利]基于共線度的協作定位節點選擇方法

有效

• 申請號: 201710114984.X
• 申請日: 2017-02-28
• 公開（公告）號: CN106879069B
• 公開（公告）日: 2020-04-14
• 發明（設計）人: 馬永濤;劉偉偉
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: H04W64/00
• 分類號: H04W64/00
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 程毓英

本發明涉及一種基于共線度的協作定位節點選擇方法，包括如下的步驟：估計出該待定位節點相對于節點i的位置估計的方差；計算該待定位節點節點的總費用；計算該待定位節點最終的費用值；從鄰節點集S中刪除費用值最大的節點；重復第二、三、四步直到剩下指定數目的節點。

技術領域

本發明涉及一種基于共線度的協作定位節點選擇方法。

背景技術

隨著移動互聯網時代的帶來，基于位置的服務對定位提出了很高的要求，隨時隨地獲取高定的位置信息成為了許多應用的前提。但是目前廣泛使用的GPS系統或者無線傳感器網絡定位都難以滿足用于的定位需求，于是出現了協作定位技術。協作定位技術是指待定位節點間通過相互協作來實現定位，包括協作節點間建立通信鏈路用于共享定位信息，通過測距系統來測量節點間的距離。協作定位具有其他定位系統不具備的有點，比如錨節點密度要求低、定位范圍更廣、定位精度更高等。但是節點間的協作也帶來了一些問題，比如定位網絡的平均連接數過高，從而導致信道擁塞和定位延時。通常協同定位的平均連接數是非協同定位的10倍以上，在實際定位中若帶定位節點使用全部節點進行位置估計，將耗費大量的計算時間，實時性難以得到保證，且輔助節點中誤差較大的節點會影響定位精度。因此在進行合作定位過程中，合適的協作節點選擇算法既能縮短定位時間，又能提高定位精度。

目前常用的鄰節點選擇算法包括根據信號強度[1]或者距離遠近[2]來進行選擇，根據信號強度的選擇算法和根據距離的選擇算法類似，其依據距離越遠會導致測量誤差增加，但是這種節點選擇策略僅適合用于傳統的定位方法，在協作定位中若鄰居節點為其他移動節點，該選擇策略缺少對移動接節點可靠性的衡量。也有基于克拉美羅界的方法來選擇鄰接點子集[3]，這種方法是在全空間內搜索所有不同組合來尋找某一組合使得待定位節點的克拉美羅界最小，這種選擇方法由于涉及復雜的計算，對于計算能力受限的分布式節點來說并不適用。也有根據信道損耗指數來選擇鄰節點的方法[4]，該方法可以卻掉測距誤差較大的節點，但是無法衡量節點的拓撲分布對節點位置估計的影響。在已有的考慮拓撲分布的選擇方法中，最常用的是通過位置精度因子PDOP(Position Dilution ofPrecision)[5]來選擇鄰節點組合，PDOP值越小表示鄰接點集合的拓撲分布越好，也就意味著更高的定位精度。

PDOP的計算方法如下:

H＝[l₁,l₂,…,l_n]^T

其中H是測量矩陣，n表示所選擇的節點個數，l_i表示待定位節點對衛星的觀測向量，最優算法是通過搜索所有的組合，計算每種組合的PDOP值，選擇最小的PDOP值對應的組合作為最終的協作子集。因此這是一種時間消耗和計算量都非常大的算法。

[1]Moragrega,Ana；Closas,Pau；Ibars,Christian,Potential Game forEnergy-Efficient RSS-Based Positioning in Wireless Sensor Networks,IEEEJOURNAL ON SELECTED AREAS IN COMMUNICATIONS,(2015)1394-1406

[2]K.C.V.Tam,K.Lui,Using micro-genetic algorithms to improvelocalization in wireless sensor networks,JOURNAL OF COMMUNICATIONS,(2006)1-10.

[3]K.Das,H.Wymeersch,Censoring for bayesian cooperative positioningin dense wireless networks,IEEE JOURNAL ON SELECTED AREAS IN COMMUNICATIONS(2012)1835-1842