水下傳感器網(wǎng)絡(luò)有著部署方便、實(shí)用性強(qiáng)的特點(diǎn),是水下探測(cè)的重要手段。但如果不知道采集數(shù)據(jù)的傳感器節(jié)點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的空間位置,監(jiān)測(cè)站即使接收了傳感器節(jié)點(diǎn)所采數(shù)據(jù),也是沒(méi)有實(shí)際意義的。因此,作為水下傳感器網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域的核心技術(shù),水下節(jié)點(diǎn)定位技術(shù)受到了研究人員的廣泛關(guān)注。但水下環(huán)境中多徑效應(yīng)、海洋噪聲、聲速多變性等使得水下節(jié)點(diǎn)的定位過(guò)程出現(xiàn)了許多非線性變化因素,深度學(xué)習(xí)是一種解決復(fù)雜非線性問(wèn)題的有效方法,本文將深度學(xué)習(xí)算法分別應(yīng)用到了基于測(cè)距的定位技術(shù)和無(wú)需測(cè)距的定位技術(shù)中,展開了以下研究:基于測(cè)距的水下節(jié)點(diǎn)定位算法較為常用,但是節(jié)點(diǎn)間的測(cè)距精度會(huì)受到水下聲速多變性的影響,進(jìn)而影響水下節(jié)點(diǎn)定位效果。針對(duì)上述問(wèn)題,本文提出了一種基于GA-BP(Genetic Algorithm Back Propagation)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的測(cè)距節(jié)點(diǎn)定位算法。該算法依托GA-BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),并利用全球海洋Argo網(wǎng)格數(shù)據(jù)集,建立了一種可獲取不同時(shí)空不同海域精確水下聲速的深度學(xué)習(xí)預(yù)測(cè)模型,該模型配合回波測(cè)距和空間四點(diǎn)定位算法實(shí)現(xiàn)了對(duì)未知節(jié)點(diǎn)的定位。在此基礎(chǔ)上,又提出了基于多點(diǎn)平均預(yù)測(cè)聲速的定位修正機(jī)制,以錨節(jié)點(diǎn)和待修正節(jié)點(diǎn)連線上...

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圖2-1三邊測(cè)量定位算法

三邊測(cè)量算法[48](Trilateration)的工作方式是通過(guò)計(jì)算未知節(jié)點(diǎn)到達(dá)三個(gè)參考節(jié)點(diǎn)的距離,得到三個(gè)以參考節(jié)點(diǎn)為圓心,距離為半徑的圓。進(jìn)而通過(guò)解算這三個(gè)圓的交點(diǎn)得到未知節(jié)點(diǎn)在該平面上的位置坐標(biāo)。與三角測(cè)量算法不同的是在二維平面中使用三邊測(cè)量算法時(shí),至少需要三個(gè)參考點(diǎn)而不....

圖3-13層BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)

激活函數(shù)是輸入層的神經(jīng)元節(jié)點(diǎn)和對(duì)應(yīng)輸出層的神經(jīng)元節(jié)點(diǎn)之間的函數(shù)關(guān)系。激活函數(shù)的意義在于將非線性因素引入到神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中,增強(qiáng)深度學(xué)習(xí)模型的非線性擬合能力,使其可以學(xué)習(xí)更復(fù)雜的事物。本研究中BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)使用的激活函數(shù)為雙曲正切函數(shù)tanh。該函數(shù)以0為中心,可以將一個(gè)實(shí)數(shù)映射到(-1,....

圖3-2GA-BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)流程圖

如圖3-2所示,遺傳算法對(duì)BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的改進(jìn)思路是通過(guò)優(yōu)化BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中的初始權(quán)值和閾值,使BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)可以在更優(yōu)的閾值范圍內(nèi)開始訓(xùn)練,以此防止其陷入局部最優(yōu)解。在進(jìn)行遺傳算法的運(yùn)算前,首先要將種群初始化,也就是對(duì)BP網(wǎng)絡(luò)中的權(quán)值和閾值進(jìn)行編碼,以進(jìn)行后續(xù)的交叉、變異等操作。本研....

圖3-3單點(diǎn)交叉算子

交叉運(yùn)算符用于重新組合兩個(gè)個(gè)體,以獲得更優(yōu)秀的個(gè)體,是一個(gè)由父代產(chǎn)生子代的過(guò)程。遺傳算法的二進(jìn)制序列交叉算子主要有單點(diǎn)交叉算子、多點(diǎn)交叉算子和均勻交叉算子。本研究中使用的交叉算子為單點(diǎn)交叉算子,如圖3-3所示。在個(gè)體的二進(jìn)制數(shù)列上隨機(jī)選擇一點(diǎn),將數(shù)列由此分割,并將分割后的右側(cè)部分....

本文編號(hào)：3921238