專利名稱：對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)移動節(jié)點的跟蹤定位方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于無線電跟蹤定位領(lǐng)域，具體涉及在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(WSN) 中， 一種不需要錨節(jié)點間時間同步的，由錨節(jié)點利用移動節(jié)點所發(fā)送的脈 沖定標(biāo)信號進(jìn)行自時差測量，并應(yīng)用信標(biāo)轉(zhuǎn)發(fā)方式實現(xiàn)對移動節(jié)點的跟蹤 定位方法。
背景技術(shù)：
無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點定位在整個傳感器網(wǎng)絡(luò)體系中占有重要的地 位。首先，需要位置信息來確定信息來源地；其次，傳感器網(wǎng)絡(luò)的一些系 統(tǒng)功能需要位置信息；最后，位置信息還對傳感器網(wǎng)絡(luò)中的服務(wù)性的應(yīng)用 有益。
在實際應(yīng)用中，許多被監(jiān)測的目標(biāo)都是實時移動的，而無線傳感器往 往就被安置在這些目標(biāo)上。為能實時監(jiān)測這些目標(biāo)的運動態(tài)勢，就需要研 究對移動節(jié)點的實時定位方法。
對于移動節(jié)點的定位測量，就實時性和測量精度而言，基于測距的定位技 術(shù)還是值得重視和研究的。目前國內(nèi)外對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的研究多數(shù)都局 限于所有傳感器節(jié)點都是靜止的情況，現(xiàn)有的基于測距的定位技術(shù)，包括 接收信號強度(received signal strength indicator, RSSI)、到達(dá)時間(time of arrival, TOA)、到達(dá)時間差(time difference on arrival, TDOA)和到達(dá)角度(angle of arrival, AOA)等，或多或少存有某種局限性RSSI雖然符合 低功率、低成本的要求，但有可能產(chǎn)生±50%的測距誤差；TOA需要節(jié) 點間精確的時間同步；TDOA技術(shù)受限于過短的超聲波傳播距離和對通視 傳播的要求；AOA也受外界環(huán)境影響，而且需要額外硬件支持才能實現(xiàn)， 在硬件尺寸和功耗上可能無法用于傳感器節(jié)點。
在現(xiàn)有正在研究的能用于移動節(jié)點的定位算法中，基于網(wǎng)絡(luò)連接的網(wǎng) 絡(luò)定位方法一般僅能應(yīng)用于靜態(tài)或慢速移動場合，而針對高速移動節(jié)點的 自適應(yīng)方法和預(yù)測方法則還存有計算量大，精度提高有限等問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，提供一種對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)移動節(jié)點的跟蹤定位 方法，通過錨節(jié)點對定周期發(fā)送脈沖信標(biāo)的移動節(jié)點進(jìn)行跟蹤測量，以免 除錨節(jié)點之間的時間同步，減小通信開銷，降低能耗。
本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的
一種對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)移動節(jié)點的跟蹤定位方法，包括以下步驟在 一個測量定位周期中，近似保持均速直線運動的移動節(jié)點以已知的時間間 隔發(fā)送至少四次的低重頻脈沖信標(biāo)信號，先由一個主錨節(jié)點至少能連續(xù)四 次接收測量到信標(biāo)信號，并通過自時差測量而得到三個相對于初始測量時 刻的自時差關(guān)系式，利用余弦定理從由移動節(jié)點的運動軌跡和探測波的運 動矢徑所構(gòu)成的定位測量三角形中給出二個三角函數(shù)方程，聯(lián)解這五個方 程式，確定出所述移動節(jié)點和錨節(jié)點之間的相對距離和速度。這樣，如果 只是為了測定移動節(jié)點的移動速度及移動節(jié)點和錨節(jié)點之間的相對距離， 那么僅需使用一個錨節(jié)點。進(jìn)一步地，在確定出所述移動節(jié)點和錨節(jié)點之間的相對距離和速度 后，通過二個輔助錨節(jié)點向主錨節(jié)點轉(zhuǎn)發(fā)所述移動節(jié)點最后一次發(fā)送的信 標(biāo)信號，由主錨節(jié)點做相對時差測量而列出和輔助錨節(jié)點數(shù)目相同的時差 關(guān)系式并解析，得到移動節(jié)點的坐標(biāo)位置信息。這樣，利用三個錨節(jié)點， 并采用信標(biāo)轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù)，則即能實現(xiàn)對移動節(jié)點的非同步坐標(biāo)定位。
進(jìn)一步地，所述已知的時間間隔為周期r。進(jìn)一步地，設(shè)移動節(jié)點s 由爿向d移動，且每經(jīng)歷一個周期r,在經(jīng)過位置^、 b、 c、 d處時，
發(fā)送一個信標(biāo)信號；錨節(jié)點Mi為主錨節(jié)點，信標(biāo)信號經(jīng)《到達(dá)M,的時刻
為初始觸發(fā)時刻，主錨節(jié)點A^依次測量經(jīng)路徑《到達(dá)的信號時間值，得
到三個連續(xù)的相對時差測量值；
根據(jù)運動路徑上的時間關(guān)系可列出如下等式
及2—及,+FT二zlrn (1) 及3—及!+2PT二zlr3, (2) 及4一及!+3FT-z1r4, (3) 式中r為移動節(jié)點的移動速度，r為低重頻信號的重復(fù)周期； 、=V^，」^為測量所得到的相對時差值，v。為光速；
由移動節(jié)點的運動軌跡和信標(biāo)探測波的運動矢徑所構(gòu)成的定位測量 三角形中有^b = 5c， bc-cd，從A4^c和從45M々中由余弦定理得
出方程
i^+i 32-2(i 22+F2r2) (6) w22+i 42-2(i 32+r2:r2) (7)
最終解得相對距離及=丄(4zlr31 — zlr21 — 3zlr41 )(^ — 2J^) _ 2(々31 — zlr21 )(2— — W) i 5|_(2^r21 -Zlr31)(4zlr31 -Zlr21 -34r41)-2(zlr31 -z^21)(^!i-2々31)
移動節(jié)點的運動速度
(10)
廠=
1
(2 Jr21 — dr31 )(2々32, — 4 — 4 ) — 021 + zlr41 - 2zlr31 )(^ - 24 ) 2r|_(2zlr2i — )(4Ai — — 3々41) —2(々M — zJr21)(A21 +么—2 )
(11)
且移動節(jié)點在采樣周期上所移動的路程是:
(2A"21 — zlr31 )(2^ - ^ 一 ^ ) 一 (A21 +々41 — 2zlr31 )032i — 2《)
(12)
離凡
2|_(2々21 -^r3 , - A*2i -3么)-20*3i _々2i)0"21 +々41 -2^1r31). 將上述結(jié)果代回式(3)，得到主錨節(jié)點^^與移動節(jié)點之間的當(dāng)前距
及4 二zlr4,+i 一3Fr (13) 代回(1)和(2)亦能得到徑向距離及2和及3，由此計算得到相對方 位角or、"。
進(jìn)一步地，當(dāng)錨節(jié)點A^在接收到第三個脈沖信標(biāo)信號時，即向相鄰 的、預(yù)先已指定的二個輔助錨節(jié)點M2和A^發(fā)送一個轉(zhuǎn)發(fā)請求，此兩個輔 助錨節(jié)點隨后將所接收到的、由移動節(jié)點發(fā)射的第四個信標(biāo)脈沖信號轉(zhuǎn)發(fā) 給錨節(jié)點Ji^，得出如下時差關(guān)系
zlr5 =及5+《+《一及4 (14)
々6 = i 6 +《+力—i 4
(15)
式中zlr5 =v^5， A6 = VA6， A和A分別為錨節(jié)點M,沿路徑^-d-^ 和及6-^/-及4測得的相對時差；《為兩錨節(jié)點之間的距離，為已知值；《 為對應(yīng)于轉(zhuǎn)發(fā)延時的路程長度，且此處設(shè)兩輔助節(jié)點的轉(zhuǎn)發(fā)延時相同；
由此接近于實時解得距離&和及6 :
=Jr5+i 4—《一fi^ (16)i 6=zlr6+Hfi f (17) 利用余弦定理即能解得錨節(jié)點相對于移動節(jié)點的方位-、 ^和0，則 當(dāng)以主錨節(jié)點JA為當(dāng)前測量定位坐標(biāo)系的原點時，將有
—: "2 (18) 2仏
jc = i 4cos- (19)
"i 4cos0。 (20)
本發(fā)明中相對時差測量可采用多種現(xiàn)有技術(shù)方式實現(xiàn)。本發(fā)明優(yōu)先采 用以下簡單且精密的測量方法所述主錨節(jié)點依次測量經(jīng)路徑《到達(dá) 的信號時間值得到三個連續(xù)的相對時差測量值的方式為采用計數(shù)方式測
量，由從初始路徑上所接收的信標(biāo)信號觸發(fā)計數(shù)，每隔一個周期r從信號
觸發(fā)計數(shù)器取出一個相對于初始時刻的時差值A(chǔ) 。
進(jìn)一步地，在一個測量定位周期中，移動節(jié)點先和各個錨節(jié)點根據(jù)協(xié) 議實現(xiàn)應(yīng)答，然后每次僅發(fā)送能滿足錨節(jié)點跟蹤測量需要的次數(shù)有限的脈 沖信標(biāo)信號，且錨節(jié)點在完成一次定位跟蹤后，亦可回送信令給移動節(jié)點， 或要求其停止發(fā)送信標(biāo)信號，或要求重發(fā)定標(biāo)信號。
利用相對時差測量技術(shù)，在2D區(qū)域上對具有低重頻信標(biāo)發(fā)射功能的 移動節(jié)點進(jìn)行定位計算的過程將比對靜止節(jié)點的定位更為簡單，
本發(fā)明具有以下有益效果
(1) 由于采用了相對時差的測量技術(shù)和信標(biāo)轉(zhuǎn)發(fā)方式，故測量定位 過程不需要錨節(jié)點之間的時間同步。
(2) 由于采用了相對時差的測量技術(shù)，而不是采用超聲波或聲波模
塊來獲得時間差，有效拓展了節(jié)點的工作距離，由此可有效降低網(wǎng)絡(luò)密集度。
(3) 由于是基于信標(biāo)信號的工作方式，因此受信道環(huán)境影響相對較小。
(4) 僅基于相對時差值的定位算法簡單，計算量小。
(5) 由于采用低重頻脈沖工作方式，節(jié)點間通信開銷小，能量消耗低。
(6) 亦適用于高速移動節(jié)點的定位，且為適應(yīng)高速移動節(jié)點的測量， 可適當(dāng)修改脈沖信標(biāo)信號的發(fā)送周期。
(7) 在每一個定位測測量周期中，僅需保證連續(xù)四次測量就能得到 移動節(jié)點當(dāng)前的位置，其定位過程和歷史數(shù)據(jù)無關(guān)，沒有累積誤差。
以下結(jié)合附圖及實施例進(jìn)一步說明本發(fā)明。


圖1為錨節(jié)點對移動節(jié)點定位測量的幾何關(guān)系圖。
具體實施例方式
實施例
一種對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)移動節(jié)點的跟蹤定位方法，圖1給出了采用低
重頻信標(biāo)、自時差測量技術(shù)及信標(biāo)轉(zhuǎn)發(fā)方式，由三個錨節(jié)點^r,對移動節(jié) 點s進(jìn)行跟蹤測量的幾何關(guān)系。圖2給出了系統(tǒng)的工作流程。
低重頻信標(biāo)是一種定周期重復(fù)發(fā)射的、且發(fā)射的周期間隔相對比較長
的脈沖信號。利用相對時差測量技術(shù)，在二維(2D)區(qū)域上對具有低重頻信標(biāo)發(fā)射功能的移動節(jié)點進(jìn)行定位計算的過程將比對靜止節(jié)點的定位更 為簡單，如只為測定移動節(jié)點和錨節(jié)點之間的相對距離和移動節(jié)點的運動 速度，則僅需利用一個錨節(jié)點。
無線傳感器網(wǎng)絡(luò)可根據(jù)已采集的信息探知某一個或若干個節(jié)點即將 或已經(jīng)移動，如需要對其的運動狀況作跟蹤監(jiān)測，則可視實際需要指令正 在移動的節(jié)點發(fā)送低重頻定標(biāo)信號，同時令此移動節(jié)點途徑區(qū)域內(nèi)的錨節(jié) 點通過信標(biāo)接收測量進(jìn)行跟蹤定位。
設(shè)每個錨節(jié)點可以和移動節(jié)點進(jìn)行單跳射頻(i F)通信，且假定移 動節(jié)點的運動近似為均速運動。錨節(jié)點M,.對移動節(jié)點S連續(xù)采樣測量的 定位原理如圖l所示，圖中F為移動節(jié)點的移動速度，r為低重頻信號的 重復(fù)周期。在此需要指出的是，本實施例中只是舉一優(yōu)選的實施例進(jìn)行說 明，只需以已知的時間間隔并且該時間間隔也可以不相同，只需要該時間 間隔為設(shè)定的已知時間間隔同樣可以實現(xiàn)本發(fā)明，因此本實施例不構(gòu)成對 本發(fā)明保護(hù)范圍的限制。
設(shè)移動節(jié)點由」向D移動，且每經(jīng)歷一個周期r，在經(jīng)過位置」、s、
C、 Z)處時，發(fā)送一個信標(biāo)信號。規(guī)定錨節(jié)點Jl^為主錨節(jié)點，并設(shè)信標(biāo)
經(jīng)&到達(dá)M,的時刻為初始觸發(fā)時刻，主錨節(jié)點^r,依次測量經(jīng)路徑《到達(dá) 的信號時間值，由此可得到三個連續(xù)的相對時差測量值。實際測量亦可采 用精密計數(shù)方式實現(xiàn)相對時差的測量，由從初始路徑《上所接收的信標(biāo)信 號觸發(fā)計數(shù)，隨后每隔一個脈沖周期從信號觸發(fā)計數(shù)器取出一個相對于初 始時刻的時差值^。
根據(jù)運動路徑上的時間關(guān)系可列出如下等式
WfT = zlr21 (1)及3—i i+2PT-JT3, (2)
W3PT = 4r41 (3) 式中」cv^l/u， A,i為測量所得到的相對時差值，K為光速。 由于移動節(jié)點均速運動，且低重頻信標(biāo)信號的周期相等，故在由移動 節(jié)點的運動軌跡和信標(biāo)探測波的運動矢徑所構(gòu)成的定位測量三角形中有 ^B = AC， 5C = CD，于是從A4i^C中由余弦定理即可列出如下方程
i 32 =及22 + r272 -2環(huán)2 cosa 及f =及22 + F2712 + 2FTi 2 cos a 將上述兩式相加得
依照同樣的方法，從Z15M,Z)中可得
i 22+i 42=2(i 32+r2:r2;) 將式(l) 、 (2) 、 (3)分別代入式(6)和式(7) 得到如下的關(guān)于距離&和速度r的二元一次線性方程組
2(2zlr21 - )及,+4r(^lr31 -zlr21)K = ^ -2^ 2(Jr21 +zlr41 -2 )及！ +2r(4dr31 _^r21 _ 3么)F = - ^ 最終解得相對距離
(4)
(5)
(6)
(7) 通過消元可
41
(8)
(9)
及,=
(4 - —3々41 )(^ - 2《)- 2 一 Jr21 )(2W - W -《) (24r2i — )(4 —々21 -3A41)-2(JrM -Jr21)(zlr2i + zlr41 -2zlr31).
(10)
移動節(jié)點的運動速度:
1
(11)
且移動節(jié)點在采樣周期上所移動的路程是:
132
— zlr31)(4々3i — /lr2i 一 3zlr41) - 20M — /Jr21X^*2i +么—24r31).
(12)
將上述結(jié)果代回式(3)，得到主錨節(jié)點Af,與移動節(jié)點之間的當(dāng)前距
離尺
'4 '
及4 =zlr41+7^—3^7 (13) 代回(1)和(2)亦能得到徑向距離及2和及3，由此就能計算得到相
對方位角a、々等。
由于移動節(jié)點和主錨節(jié)點JK之間的徑向距離的方向不確定，所以僅
能求得相對距離和移動速度，而無法確定移動節(jié)點在某一固定坐標(biāo)系中的
坐標(biāo)位置。
利用三個錨節(jié)點就能唯一確定出徑向距離的方向，從中就能求得移動 節(jié)點相對于錨節(jié)點的坐標(biāo)位置。
為避免錨節(jié)點間的同步測量，采用了利用轉(zhuǎn)發(fā)信號方式的自時差測量 技術(shù)。其具體實現(xiàn)步驟是當(dāng)錨節(jié)點JK在接收到第三個脈沖信標(biāo)信號時， 即向相鄰的、系統(tǒng)預(yù)先已指定的二個輔助錨節(jié)點和發(fā)送一個轉(zhuǎn)發(fā)請 求，此兩個輔助錨節(jié)點隨后將所接收到的、由移動節(jié)點發(fā)射的第四個信標(biāo) 脈沖信號轉(zhuǎn)發(fā)給錨節(jié)點^T,，由此可列出如下的時差關(guān)系
zlr5 =及5+《+《-及4 (14) Zlr6=i 6+fi 2+《-W4 (15)
式中A5=VA5， A"6 = VA6， A和A分別為錨節(jié)點Mi沿路徑A-cZ-A 和及6-d-^測得的相對時差；《為兩錨節(jié)點之間的距離，為已知值；《 為對應(yīng)于轉(zhuǎn)發(fā)延時的路程長度，且此處設(shè)兩輔助節(jié)點的轉(zhuǎn)發(fā)延時相同。
由此就能接近于實時解得距離&和及6:i 5=Zlr5+H《 (16) i 6=zlr6+i 4—rf2—c^ (17) 進(jìn)一步利用余弦定理即能解得錨節(jié)點相對于移動節(jié)點的方位-、 p和 如不存在解析模糊，則當(dāng)以主錨節(jié)點A^為當(dāng)前測量定位坐標(biāo)系的原 點時，將有-
—(18) 2仏
x = i 4cos- (19) ;;=i 4cos0 (20)
權(quán)利要求
1、一種對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)移動節(jié)點的跟蹤定位方法，其特征在于包括以下步驟在一個測量定位周期中，近似保持均速直線運動的移動節(jié)點以已知的時間間隔發(fā)送至少四次的低重頻脈沖信標(biāo)信號，先由一個主錨節(jié)點至少能連續(xù)四次接收測量到信標(biāo)信號，并通過自時差測量而得到三個相對于初始測量時刻的自時差關(guān)系式，利用余弦定理從由移動節(jié)點的運動軌跡和探測波的運動矢徑所構(gòu)成的定位測量三角形中給出二個三角函數(shù)方程，聯(lián)解這五個方程式，確定出所述移動節(jié)點和錨節(jié)點之間的相對距離和速度。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)移動節(jié)點的跟蹤定位方 法，其特征在于在確定出所述移動節(jié)點和錨節(jié)點之間的相對距離和速度 后，通過二個輔助錨節(jié)點向主錨節(jié)點轉(zhuǎn)發(fā)所述移動節(jié)點最后一次發(fā)送的信 標(biāo)信號，由主錨節(jié)點做相對時差測量而列出和輔助錨節(jié)點數(shù)目相同的時差 關(guān)系式并解析，得到移動節(jié)點的坐標(biāo)位置信息。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)移動節(jié)點的跟蹤定位方法，其特征在于所述已知的時間間隔為周期r。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)移動節(jié)點的跟蹤定位方法，其特征在于設(shè)移動節(jié)點s由^向"移動，且每經(jīng)歷一個周期r，在經(jīng)過位置^、5、 C、 D處時，發(fā)送一個信標(biāo)信號；錨節(jié)點Jl^為主錨節(jié)點，信標(biāo)信號 經(jīng)《到達(dá)Tl^的時刻為初始觸發(fā)時刻，主錨節(jié)點A^依次測量經(jīng)路徑i ,到 達(dá)的信號時間值，得到三個連續(xù)的相對時差測量值； 根據(jù)運動路徑上的時間關(guān)系可列出如下等式(1)(2)(3)式中r為移動節(jié)點的移動速度，r為低重頻信號的重復(fù)周期； A,t^^，」^為測量所得到的相對時差值，^為光速；由移動節(jié)點的運動軌跡和信標(biāo)探測波的運動矢徑所構(gòu)成的定位測量 三角形中有^B = 5C， BC-CD，從A^M,C和從^15M々中由余弦定理得出方程最終解得相對距離(6)(7)及,=(4 *31 -々21 - 3 A41— 2 ^ ) — 2(Jr31 -- A21 )(2^ — ^ —《!) ■ (2A21 — zlr31)(4A31 — —3zlr41)-2(zlr3i — ^r21)(A21 +^r41 — 2Jr31)(10)移動節(jié)點的運動速度:h丄2r(2 A21 — zlr31 )(2^ — ^ —《) - (々21 + zlr41 — 2A31 )(^ — 2zl^) -zlr31)(4/^3i -々21 -3zlr41)-2(>3i -zlr21)021 +A41 -2A*31)且移動節(jié)點在采樣周期上所移動的路程是(11)(2 Jr21 —々31 )(2^ - ^ -《)-(zlr21 +zlr41-2zlr31 )(^ — 2zJ^) (2zlr21 -zlr31)(4々3i -A2i _3zlr41) —2(々31 一々21)(々21+々41 — 2A31)(12)將上述結(jié)果代回式(3)，得到主錨節(jié)點Af,與移動節(jié)點之間的當(dāng)前距離凡(13)代回(1)和(2)亦能得到徑向距離及2和及3，由此計算得到相對方位角a、
5、根據(jù)權(quán)利要求4所述的對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)移動節(jié)點的跟蹤定位方 法，其特征在于-當(dāng)錨節(jié)點M,在接收到第三個脈沖信標(biāo)信號時，即向相鄰的、預(yù)先已 指定的二個輔助錨節(jié)點M2和M3發(fā)送一個轉(zhuǎn)發(fā)請求，此兩個輔助錨節(jié)點隨 后將所接收到的、由移動節(jié)點發(fā)射的第四個信標(biāo)脈沖信號轉(zhuǎn)發(fā)給錨節(jié)點 Afp得出如下時差關(guān)系^"5 =及5+《+￡/《一及4 (14) A6 =及6+^/2+《-及4 (15) 式中A = vA5 ， A = VJ/6, A5和A6分別為錨節(jié)點M沿路徑& -d -i 4 和^-d-A測得的相對時差；",為兩錨節(jié)點之間的距離，為已知值；《為對應(yīng)于轉(zhuǎn)發(fā)延時的路程長度，且此處設(shè)兩輔助節(jié)點的轉(zhuǎn)發(fā)延時相同； 由此接近于實時解得距離&和&:i 5=々5+H《 (16) i 6=^r6+H《 (17) 利用余弦定理即能解得錨節(jié)點相對于移動節(jié)點的方位-、 ^和0，則 當(dāng)以主錨節(jié)點Mi為當(dāng)前測量定位坐標(biāo)系的原點時，將有《 (18) 2仏■T = i 4COS0 (19)"i 4cos^。 (20)
6、根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)移動節(jié)點的跟蹤定位 方法，其特征在于所述主錨節(jié)點M,依次測量經(jīng)路徑《到達(dá)的信號時間值得到三個連續(xù)的相對時差測量值的方式為采用計數(shù)方式測量，由從初始路徑上所接收的信標(biāo)信號觸發(fā)計數(shù)，每隔一個周期r從信號觸發(fā)計數(shù)器取出一個相對于初始時刻的時差值A(chǔ)f 。
7、根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)移動節(jié)點的跟蹤定 位方法，其特征在于在一個測量定位周期中，移動節(jié)點先和各個錨節(jié)點根據(jù)協(xié)議實現(xiàn)應(yīng)答，然后每次僅發(fā)送能滿足錨節(jié)點跟蹤測量需要的次數(shù)有 限的脈沖信標(biāo)信號，且錨節(jié)點在完成一次定位跟蹤后，亦可回送信令給移 動節(jié)點，或要求其停止發(fā)送信標(biāo)信號，或要求重發(fā)定標(biāo)信號。
全文摘要
對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)移動節(jié)點的跟蹤定位方法，包括以下步驟在一個測量定位周期中，近似保持均速直線運動的移動節(jié)點以已知的時間間隔發(fā)送至少四次低重頻脈沖信標(biāo)信號，由一個主錨節(jié)點連續(xù)四次接收信標(biāo)信號，并通過自時差測量而得到三個相對于初始測量時刻的自時差關(guān)系式，利用余弦定理從由移動節(jié)點的運動軌跡和探測波的運動矢徑所構(gòu)成的定位測量三角形中給出二個三角函數(shù)方程，聯(lián)解方程式，即能確定出所述移動節(jié)點和錨節(jié)點之間的相對距離和速度。進(jìn)一步通過采用信標(biāo)轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù)，由二個輔助錨節(jié)點向主錨節(jié)點轉(zhuǎn)發(fā)所述移動節(jié)點最后一次發(fā)送的信標(biāo)信號，實現(xiàn)對移動節(jié)點的非同步坐標(biāo)定位。本發(fā)明無需錨節(jié)點之間的時間同步即能實現(xiàn)對移動目標(biāo)的跟蹤定位。
文檔編號G01S1/00GK101520502SQ20091004811
公開日2009年9月2日 申請日期2009年3月24日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月24日
發(fā)明者濤 郁 申請人:中國航空無線電電子研究所