声源定位实验报告.doc

(一)声源定位数据处理在MATLAB软件中，编辑一个M文件，编辑窗口内容为：function F = dingwei(x)F=sqrt(300-x(1)2+(450-x(2)2)-sqrt(x(1)2+x(2)2)-x(3)*(t1-t4); sqrt(x(1)2+(450-x(2)2)-sqrt(x(1)2+x(2)2)-x(3)*(t2-t4); sqrt(300-x(1)2+x(2)2)-sqrt(x(1)2+x(2)2)-x(3)*(t3-t4);% 在函数中x(1)=x;x(2)=y;x(3)=v;并且我们将速度v看作未知数处理说明：创建了M文件，需要先将测得的t1、t2、t3、t4代入。以第一组数据为例，由于t1、t2、t3、t4均为实验时测得的数据，因此在命令窗口中求解函数之前，要先将在实验时获得的数据t1=61.9、t2=47.4、t3=24.0、t4=0，并重新保存。保存后的M文件内容为：function F = dingwei(x)F=sqrt(300-x(1)2+(450-x(2)2)-sqrt(x(1)2+x(2)2)-x(3)*61.9; sqrt(x(1)2+(450-x(2)2)-sqrt(x(1)2+x(2)2)-x(3)*47.4; sqrt(300-x(1)2+x(2)2)-sqrt(x(1)2+x(2)2)-x(3)*24.0;% 在函数中x(1)=x;x(2)=y;x(3)=v;并且我们将速度v看作未知数处理然后，在命令窗口输入 clear x0=99,149,3; options=optimset(Display,off); fsolve(dingwei,x0,options)命令窗口输出：ans = 96.0876 141.2572 3.2175如果想要看到中间的计算过程，可以输入如下程序： x0=99,149,3; options=optimset(Display,iter); x,Fval = fsolve(dingwei,x0,options)命令窗口输出： Norm of First-order Trust-region Iteration Func-count f(x) step optimality radius 1 4 73.6501 687 1 2 8 2.3045 1 0.918 1 3 12 1.20286 2.5 11.5 2.5 4 16 0.00589434 6.25 2.79 6.25 5 20 4.39428e-009 0.175275 0.00289 15.6 6 24 4.34196e-020 0.000308692 8.59e-009 15.6Optimization terminated successfully: First-order optimality is less than options.TolFun.x = 96.0876 141.2572 3.2175Fval = 1.0e-009 * 0.0031 0.0798 0.1925重复处理第一组数据的过程，将八组数据处理完后，整理得到如下表格1：声源定位实验数据表X(mm)Y(mm)V(km/s)t1(us)t2(us)t3(us)t4(us)计算值x计算值y计算值v1001502.98261.947.424.0096.0876141.25723.217562.047.324.0097.1864143.61723.129362.546.421.9097.6007154.59392.917260.444.921.90112.7124148.23122.848961.847.223.9097.0742143.16533.153660.943.823.80109.6143150.65172.920660.544.322.90110.1801148.09602.995361.245.122.80105.9720147.81332.8624说明：表格中灰色背景部分为原始数据，白色背景部分为计算所得数据。X的平均值为：103.3025(mm)Y的平均值为：147.1782(mm)V的平均值为：3.0056(km/s)GPS模拟数据处理求解用户1（即）的位置如下：在MATLAB软件中，编辑一个M文件，编辑窗口内容为：%对用户1的位置进行求解function F=gps1(x)F=(150-x(1)2+(150-x(2)2-x(3)2*(124.82); %第一组 (200-x(1)2+(100-x(2)2-x(3)2*(147.72); %第二组 (200-x(1)2+(150-x(2)2-x(3)2*(130.42); %第三组 (150-x(1)2+(200-x(2)2-x(3)2*(109.32); %第四组 (200-x(1)2+(200-x(2)2-x(3)2*(118.62); %第五组 (150-x(1)2+(250-x(2)2-x(3)2*(93.32); %第六组 (100-x(1)2+(250-x(2)2-x(3)2*(85.12); %第七组 (100-x(1)2+(200-x(2)2-x(3)2*(101.92); %第八组 (100-x(1)2+(150-x(2)2-x(3)2*(118.82); %第九组 (100-x(1)2+(100-x(2)2-x(3)2*(133.02) %第十组 %在这里x(1)表示用户1的横坐标，X(2)表示用户1的纵坐标，x(3)表示传播速度。 %将速度按作未知数处理。在命令窗口输入以下程序： x0=0,450,3; options=optimset(Display,off); fsolve(gps1,x0,options)命令窗口输出的内容很长，在此不完全列出，其中最后两行为最终答案：ans = -2.7087 476.5372 2.9074表明实际计算所得的用户的坐标为（-2.7087，476.5372）。用同样的方法可以求得用户和用户的坐标，最后整理得到表格如下：模拟数据处理表原始数据卫星用户X(mm)Y(mm)T1(us)T2(us)T3(us)150150124.8124.781.1200100147.7134.087.9200150130.4116.092.5150200109.3110.593.3200200118.6101.2106.015025093.394.0108.410025085.1107.6100.1100200101.9119.687.2100150118.8132.669.41001001