无线传感器网络定位概念

无线传感器网络定位中，存在两类情况：对网络内检测节点的自定位、对未知目标源的盲定位。

通过节点自身携带的GPS定位设备等设备获得自身的精确定位，通过自定位系统获得的自身定位的节点称为信标节点也叫做锚节点。

根据信标节点，通过某种定位机制确定未知目标源的位置。节点的盲定位可分为两类：有源定位和无源定位。

网络中监测节点利用有源设备（雷达、激光、声纳等）向被定位目标发射用于定位的各种信号，然后接收被监测目标的返回信号，通过一系列测量、处理得到目标源位置的过程。

优点： 全天候、高精度 缺点： 无隐蔽性、易受电子干扰

网络中监测节点在定位过程中不向被定位目标发射信号（电磁或其他用于定位的信号），监测节点与被监测设备间无协作通讯，监测节点仅通过对目标上发射的电磁信号的搜索、测量、处理而得到目标的位置及参数信息，从而实现定位追踪。

优点： 反侦察、抗干扰、可进行目标识别（弥补有源雷达的不足）

目前主要研究的定位算法为“被动”无源定位。 被动： 监测网络对被监测目标无法进行控制，无法按照自身定位需求添加软硬件支持。

基于无线传感器网络的信号无源定位与跟踪具有如下特点：

传感器网络节点定位算法根据基础设施依赖程度、是否需要测距等要求可大致分为几类。

根据对基础设施的依赖程度，可将定位算法分为分布式定位方法和集中式定位方法。

分布式定位算法，指定位算法在本地节点工作，节点与节点间无直接干扰，所有节点可并发独立的计算自身位置

主要的无测距分布式定位算法：

集中式定位算法需要一个具有较强存储能力和计算能力的中心节点，各个节点将会把所有定位信息传递给中心节点。中心节点集中处理网络中的所有传感器节点的位置信息，然后再发送给各个节点。

优点： 从全局角度统筹规划，计算量、存储量几乎无限制，可获得相对精确的位置估算。 缺点： 与中心节点相近的节点将由于通信开销大而过早消耗完电能，致使网络中断，无法实时定位

主要的集中式算法：

根据定位算法是否需要测量节点间距离，将定位算法分为基于距离(Range-Based) 和 **距离无关(Range-Free)**两类算法。

基于距离的定位算法通过测量不同节点到目标信号间的距离或角度信息，利用最大似然估计定位法、三角测量定位法、三边测量定位法估计未知目标节点的位置。

常用定位算法：

距离无关的算法根据网络连通性等信息实现定位，无需测量距离或角度信息。

常用定位算法：

绝对定位指定位结果是一个标准的坐标位置，如经纬度等。

优点： 可为网络提供唯一的命名空间，节点移动性对定位结果影响较小

绝大多数定位算法都可以实现绝对定位。

相对定位则是以网络中部分监测节点作为参考，建立整个网络的相对坐标系统。

优点： 应用上较为方便，可在此基础上实现部分路由协议，无需信标节点

常用定位算法：

松散耦合定位系统是一种节点采用无中心控制器的分布式无线协调方式的定位算法。

优点： 牺牲精确性提高部署灵活性 缺点： 依赖系统间协调和信息实现定位

常用定位算法：

紧密耦合定位系统指信标节点随机部署到固定的位置，通过有线介质连接到中心控制器的定位方式。

优点： 具有较高的精确性和实时性，适用于室内环境，时间同步及信标节点间协调问题易于解决 缺点： 限制了系统的可扩展性，代价较大，无法应用于不限工作不可行的室外环境

常用定位算法：