基于抛射的无线传感系统设计及目标定位(5)
件Pro-E绘制了其三文实体模型。
1.2.2 本文的总体结构
第一章绪论主要介绍了无线传感器网络的发展历史、特点及其在军事领域的
应用，并介绍了本文的研究内容和组织结构。
第二章介绍了无线传感器网络的定位实现，详细地介绍了最小二乘定位算法
和质心定位算法的原理，设计了一种用于战场上对目标进行跟踪的定位系统，并
对该定位系统中用到的部分定位算法进行了仿真和分析。
第三章介绍了无线传感器网络节点各个模块的硬件构架、电路设计、PCB板
设计，主要包括硬件的选型、核心通信电路的设计、天线的选取、传感器和电源
电路的设计。
第四章介绍了基于抛射的无线传感器网络的载体设计，包括子弹工作原理设
计和结构设计。
2 无线传感器网络的定位实现
2.1 无线传感器网络定位技术概述
无线传感器网络定位问题的含义是指通过特定方法提供节点的位置信息。
从广义上讲，无线传感器网络的定位问题包括传感器节点的自身定位和对监控目
标的定位。节点自身定位是确定网络节点的坐标位置的过程。无线传感器网络的
节点数目庞大，因此不可能在网络部署时确定每一个节点的位置。在一些极端情
况下，节点可能是通过抛射技术随机投放在监测区域，网络中大多数节点的位置
不能事先确定。因此在网络部署后，需要一定的机制来完成节点的定位。目标定
位侧重于传感器网络在目标跟踪方面的应用，是对监控目标的位置估计，它以先
期的节点自身定位为基础。
2.1.1 定位算法的分类
近些年来，国内外提出了许多关于传感器网络节点的定位算法，每一种算法
都有各自的特点。在传感器定位中没有统一的最优的定位算法，只有针对特定环
境比较适合的定位算法。在特定的环境中，某些定位算法的某些性能可能会优于
其他算法。所以，针对不同的环境会有不同的定位算法。在统计和归纳已有的定
位算法的基础上，可以从测量技术、定位形式、定位效果、实现成本等方面考虑
将节点定位算法分为以下几类：
（1）基于测距的定位和距离无关的定位算法
根据是否需要测量实际节点之间的距离将定位算法分为基于测距的定位算
法和与距离无关的定位算法。基于测距的定位算法需要测量相邻节点间的距离或
方位，并利用实际测得距离来计算未知节点的位置。与距离无关的定位算法则不
需要测量距离和角度信息，利用网络的连通性来估计节点的位置。
（2）基于锚节点定位和无锚节点定位
基于锚节点的定位算法以锚节点作为定位中的参考点，各个节点定位后产生
整体的绝对坐标系统。无锚节点定位算法定位过程中无需锚节点的参与辅助，只
需要知道节点之间的相对位置，就可以得到整体的相对坐标系统。
（3）集中式计算定位和分布式计算定位
集中式计算定位需要把信息传到某个中心节点，在中心节点完成节点位置的
计算。分布式计算也称并发式计算，依赖节点间的信息交换和协调，由节点自行
计算自身的位置。
（4）紧密耦合定位与松散耦合定位
紧密耦合定位系统是指锚节点不仅被仔细地部署在固定的位置，并且通过有
线介质连接到中心控制器。松散型定位系统的节点采用无中心控制器的分布式无