《面向複雜套用環境的感測網節點自適應定位方法研究》是依託北京航空航天大學，由吳銀鋒擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：面向複雜套用環境的感測網節點自適應定位方法研究
- 依託單位：北京航空航天大學
- 項目負責人：吳銀鋒
- 項目類別：青年科學基金項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
當被感知的信息需要有感測網節點的位置信息伴隨時，節點自定位成為感測網套用的前提。由於定位過程中存在多種未確知因素及隨機擾動，針對某一方面因素確立的描述環境影響及網路特徵的定位數學模型常常無法正確給出網路節點自定位所需的關鍵參數,僅將影響因素的一方面現實化而其它方面理想化的模型有局限性。為解決這一問題，探索一種能夠自適應的感測網節點自定位方法，研究建立一種自適應定位模型，能夠判斷套用環境的問題類別並給出最佳化的解決途徑。在理論上將解決：感測網自定位系統中各種未確知因素的初始認知方法，在感測網路中對多種非理想網路狀況進行辨識的方法，多源噪聲自適應處理、參考信息可信評估及最優決策、全局約束最最佳化建模和求解的方法，節點定位能量策略以及自適應定位結果評估方法等。目標是獲得實用性更強、精度與可信度更高的節點自適應定位方法。研究成果將進一步豐富感測網的節點自定位理論，有助於感測網的進一步實用化。
結題摘要
本項目針對感測網在複雜套用環境下，自定位系統的不確定性對系統定位精度影響問題開展了全面深入的研究。提出了一套面向複雜套用環境的感測網自適應定位體系架構及定位性能評價方法。 （1）針對複雜環境下大規模感測網定位面臨的先驗信息不充分、未確知因素實際存在、有效距離測量樣本數不足、多種性質約束同時影響定位性能等問題，提出一種全局約束下的集員多跳自適應定位體系，給出一種集員自適應可行集求解模型，隨後將多重因素影響下的定位求解問題轉化為分散式約束滿足問題，待定位節點可根據自身網路特徵自適應的選擇粗粒度或細粒度的坐標求解。 （2）針對未確知多源噪聲影響下的感測網定位問題，提出一種集員多跳定位方法。分析了定位過程中同時存在的多種測量噪聲的未知但有界的特性，給出了一種典型的集員估計區間分析定位方法；針對先驗信息不充分且有效測距樣本數不足情況下的節點自定位問題，給出一種非參數Bootstrap自適應誤差界求解法則，提出一種基於Bootstrap的集員自適應多跳定位方法。 （3）針對多種非理想網路狀況下的感測網定位問題，提出一種基於分散式約束滿足問題的感測網節點自適應定位方法。定義了參考節點的安全性、參考節點位置坐標的準確性、定位群鏈路局部網路特徵及鏈路質量等四種約束條件，結合由集員多跳定位方法得出的幾何空間約束，即待定位節點可行集，構建了包括惡意信標節點可信評估、鏈路質量自適應判定在內的非理想網路狀況辨識方法及整體決策控制模型，實現全局約束下的整體最優決策。 （4）為了解決環境突變、外部干擾等隨機擾動對定位性能造成的影響，提出一種隨機擾動影響自校正調節及自適應動態更新方法；針對隨機擾動導致的有偏小樣本參數估計問題，給出了一種隨機擾動影響下的估計量偏差自校正機制；為避免不必要的全局範圍位置估算和信息更新，降低通信量、減少能耗、提高定位時效性，給出一種基於時變誤差界的集員自適應定位更新方法；推導了多源誤差條件下三維多跳定位的Cramér-Rao界，以此作為評估算法定位精度的標準。 本課題研究成果將進一步豐富感測網的節點自定位理論，有助於推動感測網理論進一步實用化，具有理論意義和實用價值。
