基于到達角度的AOA定位算法，未知節(jié)點通過ZR36504TQCG 天線陣列和多個超聲波接收器感知信標節(jié)點的發(fā)送信號的方向，計算未知節(jié)點和信標節(jié)點之間的方位角等，再通過角度測量法計算未知節(jié)點的位置。下面以每個節(jié)點配有兩個超聲波接收機為例對AOA定位機制進行敘述。
如圖4-7所示，其中節(jié)點A為未知節(jié)點，節(jié)點B為信標節(jié)點，兩個接收機Ri和R2之間的距離為三，兩個接收機的連線的中垂線為節(jié)點A的軸線，xl、X2分別為風和R2到信標節(jié)點的距離，角秒為節(jié)點B相對于節(jié)點A的方位角。當節(jié)點A的兩個接收機收到節(jié)點B的信號后，利用TOA披術(shù)測出Xl、X2，然后再根據(jù)幾何關(guān)系可以推導(dǎo)出節(jié)點B相對于節(jié)點A的方位角。
如圖4-8所示，利用上面的方法，分別測得相鄰3個節(jié)點的相對各自的方位角，如節(jié)點B相對節(jié)點A的方位角為Zab，同樣可以測得節(jié)點C相對于節(jié)點A的方位角Zac，由此可得：ZCAB=Zac-Zab。如果節(jié)點B是已知方向的節(jié)點，它的軸線相對于指南針方向角為z:b，則可以根據(jù)幾何知識推導(dǎo)出節(jié)點A的軸線相對于指南針的方向角為2兀- (Lba十兀- Zab)+ Zb。由此可知，該算法還可以實現(xiàn)定向功能。

當兩個節(jié)點不相鄰的時候，如何測得兩者之間的方位角。如圖4-9所示，節(jié)點A、B、C為相鄰節(jié)點，節(jié)點L為信標節(jié)點，L與B、C不一定互為相鄰節(jié)點，假設(shè)已經(jīng)測得節(jié)點L、B、C之間的方位角，現(xiàn)在求節(jié)點L相對于節(jié)點A的方位角。
利用上述方法測量節(jié)點A、B、C之間的方位角，從而可以得到△ABC的3個內(nèi)角的大小，由于節(jié)點L、B、C之間的方位角已知，故可得△LBC的角度信息，從而可得四邊形ACLB的角度信息。進一步可以推導(dǎo)出節(jié)點L相對于節(jié)點A的方位角。
通過方位角計算方法，未知節(jié)點可以計算出多個信標節(jié)點相對方位角。未知節(jié)點D選出其中3個信標節(jié)點，如圖4-4所示，其中角ZADC為信標節(jié)點A、C相對于節(jié)點D的方位角之差，同理可以計算ZADB、ZBDC。此時達到了角度測量的條件，接下來便可進行未知節(jié)點坐標位置的計算。
為了提高定位精度，當多于3個信標節(jié)點相對一個未知節(jié)點的方位角被計算出時，可以使用多邊極大似然估計法來進行位置計算。如圖4-10所示，節(jié)點D為未知節(jié)點，節(jié)點A、B為信標節(jié)點，它們所組成的三角形可以確定一個以D為圓心的圓，由幾何知識可知，此圓具有唯一性，可以把圓心D點作為一個虛擬信標節(jié)點建立方程，求得該圓半徑，假設(shè)有個信標節(jié)點，則可以建立q個方程，從而可使用多邊極大似然估計法求解。

本節(jié)以未知節(jié)點使用兩個接收機為例來進行敘述，在實際應(yīng)用中利用天線陣列可獲得精確的角度信息，由于基于AOA昀定位算法需要額外硬件的支持，而且測距過程容易受到外界環(huán)境的影響，因此不適合在大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)中使用。