非定位无线传感器网络导航的理论基础和关键技术研究

本课题研究一套在用户和传感器位置信息都不可用的条件下的无线传感器网络导航系统。使用传感器网络、计算机、图论、计算几何、普适计算等领域的理论和科学方法，认识和分析非定位无线传感器网络进行导航的基本规律，建立适用的数学模型，推新学科的基础理论建设。通过理论分析和真实情况下的模拟，解决位置信息都不可用环境下，构造通道地图、在通道地图上导航、设计快速有效的导航协议、紧急情况下通道地图变化更新等科学问题，得出解决这些科学问题的基础理论和有效算法等关键技术问题，整合实现符合设计要求的原型导航系统。项目研究成果将极大扩展无线传感器网络应用范围，例如可实现对个人的导航，对改善矿难、地震、火灾、海洋事故等危险环境下的救灾条件，提高救灾有效性，保证人的生命安全具有重要的意义。

本课题针对全球卫星定位系统导航存在的定位依赖、空间受限、高额能耗等限制，利用无线传感器网络自组织、细粒度和高实时的特征，建立非定位导航的环境抽象、位置表达、路径推理和更新演化的描述模型，采用“规划”和“协同”的相关思想，研究紧急情况下，非定位网络导航的理论框架、实验方法和原型系统。其研究为无线传感器网络应用研究开辟了新视野，为GPS导航系统在室内、地下、楼群等空间受限条件下的导航信息服务提供了理论依据和方法，为建立透明、无缝、低耗和精确的导航服务奠定了初步的理论基础，有着重要的理论研究和应用基础研究意义。