非合作信标条件下水下无线传感网可靠定位技术

发布时间：2025-07-18 23:40

　　 传统假设水下无线传感器网络的传感器节点和信标节点都是合作的,但是在军事应用等特殊场合下,某些节点容易被敌方捕获或入侵,因而水下无线传感网络中有时会存在一些非合作的恶意节点。针对存在若干非合作信标的水下无线传感器网络定位应用,提出了一种非合作信标节点约束下水下无线传器网的可靠节点定位算法。本文算法利用一跳邻居范围内信标节点独自投票机制实现对非合作信标的判决与剔除,从而减少由于存在非合作信标节点对定位误差的影响,同时也分析了不同比例非合作信标下的定位误差界限。仿真结果验证了本文提出的算法相比传统定位算法,在平均定位精度和定位覆盖率等方面都有所提高。

【文章页数】：6 页

【部分图文】：

图1 定位系统框架

本文算法的系统框架如图1所示:假设有P个已知位置的信标节点A={A1,A2,…,AP}和N个待定位传感器节点S={S1,S2,…,SN}随机部署在水下三维空间中,信标节点和传感器节点的通信距离相同,都设置为R。水面部署着若干个浮标节点,浮标节点具有水声通信能力和无线通信能力,传感....

图2 非合作信标节点情况下定位示意

由于信标节点C是非合作信标,因此上述的求解方法会出现较大的定位误差。如果已知信标节点C是非合作信标,那么就可以将上述计算过程中的dCN剔除后再计算定位误差,如式(3)所示,从而降低非合作节点的影响。本文把上述根据三点测距定位方法定义成抽象的定位函数:Locate(N)。图3详细地....

图4 算法参数对算法的影响

下面首先验证本文算法的两个主要参数对算法性能的影响。仿真结果如图4所示,可以发现当非合作区分阈值δ越大时,也即不一致阈值ε越大时,本文提出算法的平均定位误差越大,但是定位覆盖率却有所提高。这是因为非合作区分阈值和不一致阈值越大,非合作信标节点与实际不一致的程度越大,导致误差增大。....

图5 定位覆盖率比较

平均定位误差比较结果如图6所示,图6(a)表示恶意信标节点K=4时,不同通信距离下定位覆盖率的比较结果,图6(b)表示通信距离R=20时,不同非合作信标比例下定位覆盖率的比较。从仿真结果可以看出,本文提出的新算法相比ARMMSE算法,可以明显降低平均定位误差。随着信标和节点的最大....

本文编号：4057619