航空信標輔助WSN三維定位的移動路徑規劃方法

譚中華，徐 玉

(溫州大學 物理與電子信息工程學院，浙江 溫州 325035)

航空信標輔助WSN三維定位的移動路徑規劃方法

譚中華，徐 玉

(溫州大學 物理與電子信息工程學院，浙江 溫州 325035)

三維定位對于相當多的無線傳感器網絡(WSN)應用非常重要，但通常復雜度與成本較高。基于移動(航空)信標輔助的三維定位是相對節約成本的一類方法。針對這類方法需要解決的移動路徑規劃問題，提出了一種實現簡單、路徑長度短的三維移動路徑規劃方法。在三維空間中，航空信標只需在兩平面上對三維部署區域進行兩次相互獨立的二維掃描。3D SCAN、3D DOUBLE SCAN、3D HILBERT、3D CIRCLES、3D S-CURVES和3D LMAT是該方法的六種典型實現。仿真實驗結果表明，基于該路徑規劃方法的六種典型路徑都能夠滿足三維定位需要。其中，3D S-CURVES路徑長度最短、定位精度最高。

三維；無線傳感器網絡；定位；航空信標；路徑規劃

0 引 言

近年來，無線傳感器網絡(Wireless Sensor Networks,WSNs)在環境監測與保護、軍事偵查、目標追蹤等領域有著非常廣泛的應用。在這些應用中，位置是最基本的上下文信息之一。因此，節點的定位問題受到了研究者的廣泛關注。

定位是指節點運用某種技術或方法，確定自身位置。現有的無線傳感網絡采用更多的是基于信標節點(已知自身位置的節點)的定位方法，如基于測距的RSS[1]、TDoA[2]、TOA[3]和AOA[4-5]和非測距的質心定位[6-7]、DV-Hop[8]、MDS-MAP[9]等。在這些基于靜態信標節點的定位方法中，節點的定位精度與其附近信標節點的數量和質量直接相關。為了獲得好的定位精度，就需要在部署區域中放置大量的靜態信標節點，這勢必會導致定位成本的大幅上升。……