水下基于层级的约束加权最小二乘时差定位.pdf

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1、第28卷第2期传感技术学报V01．28No．22015年2月CHINESEJOURNALOFSENSORSANDACFUATORSFeb．2015TheConstraintWeightedLeast-SquaresAlgorithmofTDOABasedonHierarchyinUnderwaterSensorWirelessNetworkXUEJianbin，，CHENYiming，HEFengjie(1．Collegeofcomputerandcommunication，LanzhouUniversityofTechnique，Lanzhou730050，China

2、；2．NationalMobileCommunicationsResearchLaboratorf，SoutheastUniversity，Nanjing210096，China)Abstract：Withreferencetothepositionaccuracyinrange—basedandrange—freelocationalgorithm，weanalyzeerroreffectOiltheperformanceoflocalizationandfactorsthatinfluencetheeror．Onthebasisofleastsquaresalgor

3、ithm．weproposeontheconstraintsoftheweightedleastsquaresalgorithmofTDOAbasedonhierarchy．ThealgorithmU—singtheAUV(AutonomousUnderwaterVehicle)tostratifiedofunderwaternodes，makingbeaconnodeswithhierar—chyanddepthofinformationofunknownnodeslifttheplane．whichwillbeconvenedfromthree—dimensiona

4、lposi—tioningtotwo．dimensionallocalization．Itreducesthecomplexityofthealgorithm，atthesametimeavoidstheinflu—enceofthebeaconnodesfarfromnnknownnodesforpositioningimprovestherangingprecision，tofurtherreducethepositioningerror．Thesimulationresultsshowthattheproposedalgorithmundertheconditio

5、nofthepositioner-rorissmaller，whichcansignificantlyimprovethepositioningaccuracy．Keywords：UWSNs；TDOA；theConstrainedweightedleastsquaresalgorithm；range—freelocation；range—basedlocationEEACC：6150P；7230；7320Qdoi：10．3969／j．issn．1004—1699．2015．02．016水下基于层级的约束加权最小二乘时差定位术薛建彬，陈一鸣，何凤婕(1．兰州理工大学计算机

6、与通信学院，兰州730050；2．东南大学移动通信国家重点实验室，南京210096)摘要：针对距离无关定位算法与距离相关定位算法中定位精度的问题，分析了误差对定位性能的影响及影响误差的因素，在最小二乘定位算法的基础上，提出了一种基于层级结构的约束加权最小二乘时差定位算法。该算法利用AUV(AutonomousUnderwaterVehicle)对水下节点进行分层，使得具有层级和深度信息的信标节点升降至未知节点所在平面，从而将三维定位转换为二维定位，降低了算法的复杂度，同时避免了距离未知节点较远的信标节点对定位的影响，提高了测距精度，使定位误差进一步降低。仿真结果表明，该

7、算法在位置误差较小的情况下，可以明地提高定位精度。关键词：水下无线传感器网络；时差定位算法；约束加权最小二乘算法；距离无关定位；距离相关定位中图分类号：TP393文献标识码：A文章编号：1004-1699(2015)02-0239—05无线传感器网络是由大量廉价的传感器节点以感网络节点定位技术的研究有着重要的作用和意义。动态自组织的方式构成的无线通信网络，通过传感器目前对水下传感网络节点定位的研究，集中在无节点对监测区域内的事件信息进行感知、测量和采线传感网络定位算法的基础上，根据水下应用环境、集，并反馈给用户，从而实现对监测区域的实时监