近年來,海洋技術(shù)研究受到廣泛關(guān)注,“建設(shè)海洋強(qiáng)國”成為我國的重要戰(zhàn)略目標(biāo)。因此,面向海洋觀測的水下傳感器網(wǎng)絡(luò)（Underwater Sensor Networks,UWSNs）的研究對維護(hù)國家海洋權(quán)益具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。其中,水下傳感器節(jié)點(diǎn)定位技術(shù)是水聲傳感網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用研究的一個重要課題。然而,由于水下環(huán)境的不確定性,傳播時延、時鐘異步、被動移動和高能耗特性使得水下傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)定位更具挑戰(zhàn)性。本文首先從水下節(jié)點(diǎn)發(fā)出信號的傳播路徑開展研究,然后通過解決時鐘異步和被動移動問題,來實(shí)現(xiàn)精確定位。本文主要的研究工作如下:1、針對水下傳感器網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)間時鐘異步的問題,設(shè)計了節(jié)點(diǎn)間的交互模型,并搭建時間差關(guān)系等式,最后通過最小二乘算法實(shí)現(xiàn)了對水下傳感器節(jié)點(diǎn)的精確定位,并在此基礎(chǔ)上,利用了斯聶耳折射定律對節(jié)點(diǎn)間的傳輸時延進(jìn)行了層理補(bǔ)償,進(jìn)一步提高了水下傳感器節(jié)點(diǎn)的定位精度。2、針對水下傳感器網(wǎng)絡(luò)時鐘同步的問題,考慮了待定位節(jié)點(diǎn)與輔助節(jié)點(diǎn)間時鐘漂移和時鐘偏移對水下傳感器節(jié)點(diǎn)定位的影響,設(shè)計了到達(dá)時間差關(guān)系式,通過最小二乘算法實(shí)現(xiàn)了時鐘同步下的傳感器節(jié)點(diǎn)定位。對于所提出的算法,通過克拉美羅界來驗(yàn)證算法... 

【文章來源】：燕山大學(xué)河北省

【文章頁數(shù)】：76 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 課題背景及意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 水下節(jié)點(diǎn)聲線彎曲技術(shù)的研究現(xiàn)狀
        1.2.2 水下節(jié)點(diǎn)異步定位技術(shù)的研究現(xiàn)狀
        1.2.3 水下節(jié)點(diǎn)移動定位技術(shù)的研究現(xiàn)狀
    1.3 論文研究內(nèi)容及結(jié)構(gòu)安排
第2章 時鐘偏移下水下節(jié)點(diǎn)定位研究
    2.1 引言
    2.2 網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)與時鐘模型
        2.2.1 網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)
        2.2.2 時鐘模型
    2.3 聲線軌跡
        2.3.1 聲線彎曲對水下定位的影響
        2.3.2 聲線彎曲下的傳輸時延
    2.4 定位策略
    2.5 普通傳感器節(jié)點(diǎn)定位
        2.5.1 改進(jìn)到達(dá)時間差(TDOA)算法
        2.5.2 優(yōu)化定位算法
    2.6 復(fù)雜度分析
    2.7 仿真結(jié)果
    2.8 本章小結(jié)
第3章 時鐘同步下水下節(jié)點(diǎn)定位研究
    3.1 引言
    3.2 網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)與相關(guān)定位設(shè)定
    3.3 定位策略
        3.3.1 傳輸時延
        3.3.2 網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)以及數(shù)據(jù)收集
    3.4 普通傳感器節(jié)點(diǎn)定位算法
    3.5 克拉美羅下界(CRLB)
    3.6 仿真結(jié)果
    3.7 本章小結(jié)
第4章 基于移動預(yù)測的異步水下節(jié)點(diǎn)定位研究
    4.1 引言
    4.2 網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)與模型構(gòu)建
        4.2.1 網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)
        4.2.2 模型構(gòu)建
        4.2.3 問題描述
    4.3 異步定位算法設(shè)計
        4.3.1 水流場的估計
        4.3.2 主動和被動傳感器節(jié)點(diǎn)定位架構(gòu)
        4.3.3 構(gòu)建移動補(bǔ)償關(guān)系
        4.3.4 主動和被動傳感器節(jié)點(diǎn)定位算法設(shè)計
    4.4 性能分析
        4.4.1 復(fù)雜度分析
        4.4.2 浮標(biāo)位置不確定分析
        4.4.3 CRLB下界推導(dǎo)
    4.5 仿真結(jié)果
    4.6 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間承擔(dān)的科研任務(wù)與主要成果
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]水下無線傳感器網(wǎng)絡(luò)定位技術(shù)綜述[J]. 姚西.  現(xiàn)代電子技術(shù). 2013(07)
[2]水下傳感器網(wǎng)絡(luò)安全研究[J]. 魏志強(qiáng),楊光,叢艷平.  計算機(jī)學(xué)報. 2012(08)



本文編號：3479642