[发明专利]基于节点簇的分布式传感器自定位系统及定位方法

摘要

本发明公开了一种大水域环境下基于节点簇的分布式传感器自定位系统及定位方法，该定位系统由被定位传感器节点、基站、中继浮标以及地面控制中心组成。定位方法首先基于TOA技术确定簇首并建立簇，而后建立水下传感阵列坐标，结合最小梯度迭代法最终确定被定位传感器节点的局部坐标。本发明公开的定位系统具有可扩充性强、稳定性良好、功耗低、定位精确以及定位刷新率高等优点。

主权项

一种大水域环境下基于节点簇的分布式传感器自定位系统,其特征在于:包括被定位传感器节点、基站、中继浮标以及地面控制中心，其中：所述的被定位传感器节点包含传感器节点电源、A微控制器、A水声器、A水听器、被定位传感器、信号调理模块、数据采集模块、时间统一模块、无线收发模块、指令译码与控制模块以及传感器节点浮标；所述的传感器节点电源、A微控制器、信号调理模块、数据采集模块、时间统一模块、无线收发模块、指令译码与控制模块搭载在传感器节点浮标上；信号调理模块、时间统一模块、无线收发模块、指令译码与控制模块通过控制信号线与A微控制器连接；被定位传感器和A水听器通过电缆与信号调理模块连接；A水声器通过电缆与A微控制器连接，被定位传感器节点随机分布在水下；所述的基站包含基站电源、B微控制器、B水声器、B水听器、时间统一模块、无线收发模块、指令译码与控制模块以及基站浮标；基站电源、B微控制器、时间统一模块、无线收发模块、信号调理模块、数据采集模块、指令译码与控制模块搭载在基站浮标上；时间统一模块、无线收发模块以及指令译码与控制模块通过控制信号线与B微控制器连接；B水听器通过电缆与信号调理模块连接；B水声器通过电缆与B微控制器连接，基站在水下是随机分布的；所述的中继浮标包括浮标和与其搭载的无线收发模块，中继浮标布设在水域岸边，通过其无线收发模块实现基站与地面控制中心的数据交换；所述的地面控制中心包含无线收发模块、时间统一模块、调制与指令编码系统、解调/解码系统、指令集系统以及信号分析处理系统；时间统一模块包括无线定位系统授时主站，通过发送无线定位系统授时信号实现基站的同步授时或时间校准。