基于RSSI的煤矿井下无线传感器网络节点高精度定位算法

本文主要探讨了煤矿井下线型无线传感器网络节点定位问题，针对传统定位方法存在的精度低问题，提出了一种创新的定位算法——基于接收信号强度指示(RSSI)的对角差分修正定位算法。该算法首先通过深入分析线型无线传感器网络节点在定位过程中可能产生的横向和纵向误差，引入差分原理来校正测量的距离，这有助于减少误差影响。 算法的核心步骤包括：首先，采用极大似然估计法进行初步定位，这种方法利用无线传感器接收到的RSSI数据，根据概率论和统计学原理，找到最有可能的节点位置。然而，由于环境因素如多径传播、阴影效应等，可能会导致定位偏差，因此需要后续修正。 接着，算法利用信标节点构建详细的煤矿井下巷道模型，这个模型是基于巷道的物理结构和无线信号传播规律的，能够提供更精确的路径信息。通过该模型，算法能够对移动节点进行横向误差的修正，进一步提高定位的准确性。这种巷道模型导向的定位策略，有助于减小无线信号在复杂地下环境中传播的不确定性。 仿真结果表明，相较于传统的极大似然估计算法，基于RSSI对角差分修正定位算法在定位精度和稳定性上有了显著提升，特别适合于煤矿井下的无线传感器网络环境，因为这类环境通常信号复杂且难以精确测量。此外，算法的有效性也得到了辽宁省自然科学基金和沈阳市科学技术计划项目的资金支持，这证明了其在实际应用中的可行性和价值。 该研究不仅提升了煤矿井下无线传感器网络的节点定位能力，也为其他类似无线通信环境下，特别是对精度要求高的应用提供了有价值的参考和改进策略。