chan算法定位-matlab

精品文档 1欢迎下载 ChanChan 算法及其验证算法及其验证 由于实际条件 以 TOA 得出测量值对硬件要求很高 难以实现 所以我们由 TDOA 来得出算法所需的测量值 实际中 基站根据接受到的信号难以得到移动点到基站的具体距离 则 TDOA 定位是接收移动台发出的信号到达不同基站的时间差 由此计算出移动台 到基站间的距离之差 根据移动台到两个基站的距离差能建立唯一的一条双曲 线 根据至少 3 个基站建立的双曲线方程组求解求交点来得到移动台的坐标 而 实际中由于种种误差 完全一致的交点是不存在的 需要较多的基站得到超过 未知量数目 2 的方程组得到更多的冗余信息 来实现更准确的定位 Chan 算法则是一种处理 TDOA 测量值得到估计点的可行的方法 Chan 算法是非递归双曲线方程组解法 具有解析表达式解 其主要的特点为 在测量误差服从理想高斯分布时 它的定位精度高 计算量小 并且可以通过增 加基站数量来提高算法精度 该算法的推导的前提是基于测量误差为零均值高 斯随机变量 对于实际环境中误差较大的测量值 比如在有非视距误差的环境下 该算法的性能会有显著下降 Chan 算法可分为只有三个 BS 参与定位和三个以 上 BS 定位两种 而实际中往往采用三个以上 BS 定位 当基站的数量大于 3 时 TDOA 值得到的非线性方程组个数要多于未知变量的 个数 现将初始的 TDOA 方程组化为线性方程组 然后用加权最小二乘法得到初始 解 再用第一次的到的初始解等约束变量进行第二次加权最小二乘估计 最后得 到改进的位置估计 以下为该处理过程的 matlab 语句如下 计算第一次 WLS 估计结果 远距算法 Za inv Ga inv Q Ga Ga inv Q ha 第一次 计算 近距算法 Va2 sqrt Za2 1 Pbs 2 N 1 2 Za2 2 Pbs 2 N 2 2 Ba2 diag Va2 Fa2 Ba2 Q Ba2 Za2 inv Ga inv Fa2 Ga Ga inv Fa2 ha Zacov2 inv Ga inv Fa2 Ga 第二次 计算 近距算法 hb Za2 1 Xb 2 Za2 2 Yb 2 Za2 3 2 Gb 1 0 0 1 1 1 Bb2 Za2 1 Pbs 1 1 0 0 0 Za2 2 Pbs 1 2 0 0 0 sqrt Za2 1 Pbs 1 1 2 Za2 2 Pbs 1 2 2 Fb2 4 Bb2 Zacov2 Bb2 Zb2 inv Gb inv Fb2 Gb Ga inv Fb2 hb 精品文档 2欢迎下载 POS ref Za2 1 2 1 第一次 WLS 的估计结果 作为参考作最终定位结果的判决 POS1 sqrt Zb2 Pbs 1 定位结果 1 POS2 sqrt Zb2 Pbs 1 定位结果 2 POS3 sqrt Zb2 1 sqrt Zb2 2 Pbs 1 定位结果 3 POS4 sqrt Zb2 1 sqrt Zb2 2 Pbs 1 定位结果 4 上述关键程序可得到四个定位结果 可根据有关辐射源位置的先验信息进 行消除 其余相关验证如下图 图 1 Chan 算法基站环境图 图 2 Chan 算法位置估计散点图 图 3 4 个基站的 Chan 算法仿真图 图 4 5 个基站的 Chan 算法仿真图 图 5 6 个基站的 Chan 算法仿真图 可以看出 Chan 算法的定位精度随着基站数量的增加有一定提高 其中 当 基站数量有从 4 个增加到 5 个时 定位精度有明显提高 当从 5 个增加到 6 个时 定 位精度不在有明显提高 说明 Chan 算法的基站数量多于 5 个时 Chan 算法不再 对基站数量敏感 精品文档 3欢