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超宽带无线定位技术有广阔的应用前景,本文列出了主要针对室内物体的基于到达时间差(TDOA)的定位算法.首先对常用的chan算法、fang算法、taylor算法和最小二乘定位算法在LOS情况下的性能展开研究,得出此算法对于服从正态分布的误差有很好的性能,然后仿真结果表明,chan算法、fang算法、taylor算法和最小二乘定位算法定位性能可以达到理想效果.
clc; clear all close all BSN = 4;%基站数量 %目标位置 MSP(1,1) =250*rand(1); MSP(1,2) = 250*rand(1); % 算法开始: Noise = 10*rand(1);%噪声 X=500; Y=500; BS = [0, X, 0,X 0, 0, Y,Y]; % 参考基站坐标 figure(1)%画出基站位置 plot(BS(1,1),BS(2,1),'rs','LineWidth',2,... 'MarkerEdgeColor','k',... 'MarkerFaceColor','r',... 'MarkerSize',20);hold on plot(BS(1,2),BS(2,2),'rs','LineWidth',2,... 'MarkerEdgeColor','k',... 'MarkerFaceColor','r',... 'MarkerSize',20); plot(BS(1,3),BS(2,3),'rs','LineWidth',2,... 'MarkerEdgeColor','k',... 'MarkerFaceColor','r',... 'MarkerSize',20); plot(BS(1,4),BS(2,4),'rs','LineWidth',2,... 'MarkerEdgeColor','k',... 'MarkerFaceColor','r',... 'MarkerSize',20); grid on axis ([-10 1000 -10 1000]); %chan算法 EMSCI = ChanAlgorithm1(BSN, MSP,BS, Noise); EMSC(1, 1) = EMSCI(1); EMSC(1, 2) = EMSCI(2); %Fang算法 EMSCF = FangAlgorithm(BSN, MSP,BS, Noise); EMSF(1, 1) = EMSCF(1); EMSF(1, 2) = EMSCF(2); %泰勒定位 EMST_taylor = TaylorAlgorithm1(BSN, MSP,BS, Noise); %% 最小二乘法 EMST_lsm = lsm(BSN, MSP,BS, Noise)'; plot(MSP(1),MSP(2),'rp','MarkerSize',10); plot(EMSC(1, 1),EMSC(1, 2),'co','MarkerSize',10); plot(EMSF(1 ,1),EMSF(1 ,2),'ks','MarkerSize',10); plot(EMST_taylor(1, 1),EMST_taylor(1, 2),'m^','MarkerSize',10); plot(EMST_lsm(1 ,1),EMST_lsm(1 ,2),'g*','MarkerSize',10); title('TDOA定位') legend('基站1','基站2','基站3','基站4','目标真实位置','CHAN算法','FANG算法','泰勒定位','最小二乘定位') chan_wucha(1)=sqrt((MSP(1) - EMSC(1,1))^2 + (MSP(2) - EMSC(1,2))^2); Fang_wucha(1)=sqrt((MSP(1) - EMSF(1,1))^2 + (MSP(2) - EMSF(1,2))^2); taylor_wucha(1)=sqrt((MSP(1) - EMST_taylor(1,1))^2 + (MSP(2) - EMST_taylor(1,2))^2); lsm_wucha(1)=sqrt((MSP(1) - EMST_lsm(1,1))^2 + (MSP(2) - EMST_lsm(1,2))^2); disp(['chan算法定位误差=',num2str(chan_wucha)]) disp(['Fang算法定位误差=',num2str(Fang_wucha)]) disp(['泰勒算法定位误差=',num2str(taylor_wucha)]) disp(['最小二乘法算法定位误差=',num2str(lsm_wucha)]) % rmse_c = TDOA_RMSE(MSP,EMSC); % rmse_t = TDOA_RMSE(MSP,EMST);
[1]张志良, 孙棣华, 张星霞. TDOA定位中到达时间及时间差误差的统计模型[J]. 重庆大学学报, 2006, 29(001):85-88.
[2]孙胜, 李辉, & 韩崇昭. (2002). 基于tdoa定位技术的仿真研究. 无线通信技术(04), 40-43.
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