【摘要】 本发明公开了一种水下传感器网络定位方法，融合了三维欧氏距离估计方法、迭代位置估计方法和DV-Hop算法，为了完成普通节点的定位，给出了一跳升级参考节点、两跳参考节点和转发定位请求信息包的下一跳参考节点的选择标准。用三维欧氏距离估计方法和DV-Hop算法计算出普通节点到两跳参考节点的距离，用四边测量法计算出节点的坐标后，根据坐标与到参考节点的距离计算节点的定位误差与信任值，比较信任值与阈值的大小关系，确定此节点是否定位成功、成为升级参考节点；迭代位置估计方法是在普通节点成功定位后，广播包含自身位置的信标信息包，协助其他普通节点的定位。本方法适用于静态或动态的大规模水下无线传感器网络中节点的定位。 【专利类型】发明授权 【申请人】河海大学常州校区 【申请人类型】学校 【申请人地址】213022 江苏省常州市新北区晋陵北路200号 【申请人地区】中国 【申请人城市】常州市 【申请人区县】新北区 【申请号】CN201210192576.3 【申请日】2012-06-12 【申请年份】2012 【公开公告号】CN102695126B 【公开公告日】2014-10-29 【公开公告年份】2014 【授权公告号】CN102695126B 【授权公告日】2014-10-29 【授权公告年份】2014.0 【IPC分类号】H04W4/02; H04W64/00; H04W84/18 【发明人】韩光洁; 刘同庆; 张晨语; 朱川; 江金芳; 郭惠; 巢佳 【主权项内容】水下传感器网络定位方法，其特征在于：该方法包括如下步骤：(1)参考节点和升级参考节点周期性广播发送包含自身位置的信标信息；(2)普通节点接收参考节点和升级参考节点发送的信标信息，记普通节点接收到发送信标信息的一跳参考节点个数为m，普通节点接收到发送信标信息的一跳升级参考节点个数为k；(3)对任一普通节点，当m≥4时，根据四边测量法或极大似然估计法计算该普通节点的坐标、定位误差δ和信任值η；若信任值η大于阈值K，则该普通节点定位成功，成为升级参考节点，否则定位失败；(4)对任一普通节点，当0＜m＜4，且m+k≥4时，根据四边测量法或极大似然估计法计算该普通节点的坐标、定位误差δ和该普通节点的信任值η；若信任值η大于阈值K，则该普通节点定位成功，成为升级参考节点，否则定位失败；(5)对任一普通节点，当m＝3且k＝0时，该普通节点发送定位请求信息R1，若该普通节点存在一跳位置已知的普通节点，接收到此定位请求信息R1的两跳参考节点和一跳位置已知的普通节点反馈包含自身位置的信息给该普通节点，根据三维欧氏距离估计计算该普通节点到两跳参考节点的欧氏距离，根据四边测量法计算该普通节点的位置；(6)对任一普通节点，当m＝3且k＝0，且该普通节点不存在一跳位置已知的普通节点时，或者当m+k≤3且m≥1时，记该普通节点的两跳参考节点数目为n，若n≥4-(m+k)，该普通节点发送定位请求信息R2，根据DV-Hop算法估计该普通节点到两跳参考节点的距离，根据四边测量法计算该普通节点的位置；其中，一跳参考节点为该普通节点一跳范围内的参考节点，两跳参考节点为该普通节点一跳参考节点的邻居参考节点，一跳升级参考节点为该普通节点一跳范围内成功定位的普通节点，一跳位置已知的普通节点为该普通节点一跳范围内位置已求出但信任值小于阈值K的普通节点；所述步骤(5)具体包括如下步骤：(5-1)普通节点发送定位请求信息R1，三个一跳参考节点将该定位请求信息R1传递给所有两跳参考节点，接收到此定位请求信息R1的两跳参考节点和一跳位置已知的普通节点反馈包含自身位置的信息给该普通节点；(5-2)根据三个一跳参考节点确定该普通节点的两种可能位置，利用两跳参考节点与该普通节点不能直接通信的特性以及一跳位置已知的普通节点确定该普通节点的位置唯一性，即判断是否有位置已知的一跳普通节点与该普通节点和该普通节点的两跳参考节点同时连通，若存在这样的一跳位置已知普通节点，确定普通节点坐标的唯一性；(5-3)选择一个两跳参考节点，计算该普通节点到该两跳参考节点的欧氏距离，利用三个一跳参考节点、选定的一个两跳参考节点以及这四个参考节点与该普通节点之间的距离，根据四边测量法计算该普通节点的坐标、定位误差δ和信任值η；若信任值η大于阈值K，则该普通节点定位成功，成为升级参考节点，否则定位失败；所述步骤(6)具体包括如下步骤：(6-1)普通节点发送定位请求信息R2，首先一跳参考节点将该定位请求信息R2传递给所有两跳参考节点；然后以剩余能量最大的一跳参考节点的邻居参考节点作为转发参考节点，每一个两跳参考节点依次向下一跳参考节点传递该定位请求信息R2，直至从该普通节点开始，传递的总跳数达到预先设定的跳数阈值H时，停止传递，每一条传递链路上存在H个参考节点；(6-2)以该普通节点为起点，将一跳参考节点、第H个参考节点以及每隔3跳的参考节点标记为标识节点，根据DV-Hop算法，标识节点计算平均每跳距离，并将标识节点的信息和计算出的平均每跳距离反馈给该普通节点；(6-3)根据标识节点计算出的平均每跳距离，该普通节点计算平均每跳距离的平均值，估计该普通节点到两跳参考节点的距离；(6-4)选择4-(m+k)个两跳参考节点，结合一跳参考节点和一跳升级参考节点，根据四边测量法计算该普通节点的坐标、定位误差δ和信任值η；若信任值η大于阈值K，则该普通节点定位成功，成为升级参考节点，否则定位失败。 【当前权利人】河海大学常州校区 【当前专利权人地址】江苏省常州市晋陵北路200号 【统一社会信用代码】12320400467289477N 【引证次数】2.0 【他引次数】2.0 【家族引证次数】2.0 【家族被引证次数】24

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