（5）到达时间（Time of Arrival，TOA）：是指信号从一个节点传播到另 一节点所需要的时间。
第6章
WSN定位技术
（6）到达时间差（Time Difference of Arrival，TDOA）：两种不同传播 速度的信号从一个节点传播到另一节点所需要的时间之差。 （7）到达角度（Angle of Arrival，AOA）：是指节点接收到的信号相对 于自身轴线的角度。 （8）视线关系（Line of Sight，LOS）：是指两个节点间没有障碍物间隔， 能够直接通信。 （9）非视线关系（Non Line of Sight，NLOS）：是指两个节点之间存在 障碍物。 （10）基础设施（Infrastructure）：是指协助传感器节点定位的已知自身 位置的固定设备（如卫星、基站等）。
在WSN节点定位技术中，根据节点是否已知自身的位置，把传感器节点分 为信标节点（beacon node）或锚点（anchor）和未知节点（unknown node）。
第6章
WSN定位技术
信标节点在网络节点中所占的比例很小，可以通过携带GPS定位设备等手 段获得自身的精确位置。信标节点是未知节点定位的参考点。除了信标节点 外，其他传感器节点就是未知节点，他们通过信标节点的位置信息来确定自 身位置。如图6-1所示的传感器网络中，M代表信标节点，s代表未知节点。S 节点通过与邻近M节点或已知得到信息的S节点之间的通信，根据一定的定位 算法计算出自身的位置。图6-1WSN中信标节点和未知节点在WSN的各种应 用中，监测到事件之后关心的一个重要问题就是该事件发生的位置。
第6章
WSN定位技术
6.1.2 定位算法的分类 因功耗和成本因素以及粗精度定位对大多数应用已足够〔当定性误差小于 传感器节点无线通信半径的40%时，定位误差对路由性能和目标追踪精确度 的影响不会很大)，无需测距的定位方案备受关注。 1．基于测距技术的定位和无需测距技术的定位 根据定位算法是否需要通过物理测量来获得节点之间的距离(角度)信息， 可以把定位算法分为基于测距的定位算法和无需测距的定位算法两类。前者 是利用测量得到的距离或角度信息来进行位置计算，而后者一般是利用节点 的连通性和多跳路由信息交换等方法来估计节点间的距离或角度，并完成位 量估计。基于测距的定位算法总体上能取得较好的定位精度，但在硬件成本 和功耗上受到一些限制。基于测距的定位机制使用各种算法来减小测距误差 对定位的影响，包括多次测量，循环定位求精，这些都要产生大量计算和通 信开销。所以，基于测距的定位机制虽然在定位精度上有可取之处，但并不 适用于低功耗、低成本的应用领域。
第6章
WSN定位技术
全球定位系统GPS(global position system)是目前应用得最广泛最成熟的 定位系统，通过卫星的授时和测距对用户节点进行定位，具有定位精度高、 实时性好、抗干扰能力强等优点，但是GPS定位适应于无遮挡的室外环境， 用户节点通常能耗高体积大，成本也比较高，需要固定的基础设施等，这使 得它不适用于低成本自组织的无线传感器网络。在机器人领域中，机器人节 点的移动性和自组织等特性，使其定位技术与传感器网络的定位技术具有一 定的相似性，但是机器人节点通常携带充足的能量供应和精确的测距设备， 系统中机器人节点的数量很少，所以这些机器人定位算法也不适用于传感器 网络。在传感器网络中，传感器节点能量有限、可靠性差、节点规模大且随 机布放、无线模块的通信距离有限，对定位算法和定位技术提出了很高的要 求。
第6章
WSN定位技术
3．传感器节点定位的基本术语 （1）邻居节点（Neighbor Nodes）：是指传感器节点通信半径内的所有 其他节点，也就是说：在一个节点通信半径内，可以直接通信的所有其他点。 （2）跳数（Hop Count）：是指两个节点之间间隔的跳段总数。 （3）跳段距离（Hop Distance）：是指两个节点间隔的各跳段距离之和。 （4）接收信号强度指示（Received Signal Strength Indicator，RSSI）： 是指节点接收到无线信号的强度大小。
第6章
WSN定位技术
2．WSN定位算法特点 在传感器网络中，传感器节点能量有限、可靠性差、节点数量规模大且随 机布放、无线模块的通信距离有限，对定位算法和定位技术提出了很高的要 求。传感器网络的定位算法通常要求具备以下特点： (1)自组织性：传感器网络的节点随机分布，不能依靠全局的基础设施协助 定位。 (2)健壮性：传感器节点的硬件配置低、能量少、可靠性差、测量距离时会 产生误差，算法必须具有良好的容错性。 (3)能量高效：尽可能地减少算法中计算的复杂性，减少节点间的通信开销， 以尽量延长网络的生存周期。通信开销是传感器网络的主要能量开销。 (4)分布式计算：每个节点尽量计算自身位置，不能将所有信息传送到某个 节点进行集中计算。
第6章
WSN定位技术
6.1 定位技术简介 6.1.1 基本概念和评价指标 1．传感器节点定位的基本概念 WSN的定位问题一般指对于一组未知位置坐标的网络节点，依靠有限的位 置已知的锚节点，通过测量未知节点至其余节点的距离或跳数，或者通过估 计节点可能处于的区域范围，结合节点间交换的信息和锚节点的已知位置， 来确定每个节点的位置。
Los（Ad-Hoc Localization System）算法、基 于AOA的APS算法（Ad-hoc Positioning System）、RADAR算法、LCB算法 （Localizable Collaborative Body）和DPE（Directed Position Estimation） 算法等都是基于测距的定位算法；而质心算法（Centroid Algorithm）、DVHop（Distance Vector-Hop）算法、移动导标节点（Mobile Anchor Points， MAP）定位算法、HiRLoc算法、凸规划（Convex Optimization）算法和 MDS-MAP算法等就是典型非基于测距的定位算法。
第6章
WSN定位技术
4．传感器节点定位的评价指标 无线传感器网络定位算法的性能直接影响其可用性，如何评价它们是一个 需要深入研究的问题。下面定性地讨论几个常用的评价标准 （1）定位精度。 （2）规模。 （3）锚节点密度。 （4）节点密度。
（5）容错性和自适应性。
（6）功耗。 （7）代价 上述7个性能指标不仅是评价WSN自身定位系统和算法的标准，也是其设 计和实现的优化目标。为了实现这些目标的优化，有大量的研究工作需要完 成。同时，这些性能指标是相互关联的，必须根据应用的具体需求做出权衡， 以选择和设计合适的定位技术。