基于三邊測(cè)量法的Matlab程序設(shè)計(jì)

1、    基于三邊測(cè)量法的matlab程序設(shè)計(jì)    摘 要：定位技術(shù)是無(wú)線(xiàn)通信的熱點(diǎn)研究問(wèn)題之一，而三邊測(cè)量方法是構(gòu)建復(fù)雜定位技術(shù)的基礎(chǔ)。本文基于無(wú)線(xiàn)通訊基站室內(nèi)的二維定位問(wèn)題，針對(duì)三邊測(cè)量方法，利用matlab軟件對(duì)三邊測(cè)量方法進(jìn)行程序設(shè)計(jì)，并采用四組二維數(shù)據(jù)驗(yàn)證了程序的可行性。1引言matlab是一款結(jié)合了數(shù)值和符號(hào)計(jì)算引擎、圖形系統(tǒng)和編程語(yǔ)言的數(shù)學(xué)軟件，可用于處理較為復(fù)雜的計(jì)算或者是圖像問(wèn)題。matlab的應(yīng)用非常廣泛，包括通信、控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)、測(cè)試和測(cè)量、信號(hào)和圖像處理等眾多領(lǐng)域1-3。目前，定位技術(shù)是無(wú)線(xiàn)通信的熱點(diǎn)研究問(wèn)題之一4-7，針對(duì)無(wú)限通訊

2、基站的室內(nèi)三維定位問(wèn)題，文獻(xiàn)8、9分別分析了三邊測(cè)量法和四邊測(cè)量法的原理，并做了簡(jiǎn)單分析，但是并沒(méi)有側(cè)重于matlab的程序設(shè)計(jì)研究，而本文主要研究基于線(xiàn)通訊基站室內(nèi)的二維定位問(wèn)題，針對(duì)三邊測(cè)量方法，利用matlab軟件對(duì)三邊測(cè)量方法進(jìn)行程序設(shè)計(jì)，并采用二維數(shù)據(jù)驗(yàn)證了程序的可行性。2三邊測(cè)量法設(shè)待測(cè)終端的坐標(biāo)為x（x，y），3個(gè)基站的坐標(biāo)為a1（a1，b1），a2（a2，b2），a3（a3，b3），x到a1，a2，a3的距離分別為d1，d2，d3，則根據(jù)二維空間兩點(diǎn)間距離公式可得到方程組：可解得x坐標(biāo)為：下面針對(duì)三邊測(cè)量法，利用matlab軟件進(jìn)行程序設(shè)計(jì)。3基于三邊測(cè)量法的程序設(shè)計(jì)%讀數(shù)據(jù)l

3、os=xlsread（'case021_input'，'los'）base=xlsread（'case021_input'，'base'）%讀取參考基站的坐標(biāo)cx，cycx=base（：，1）cy=base（：，2）figure（1）plot（cx，cy，'k'）；%畫(huà)參考基站圖hold ongrid on%移動(dòng)位置數(shù)mlenmlen=length（los）；%移動(dòng)位置數(shù)mlenx=y=for p=1：30%對(duì)每個(gè)移動(dòng)位置for i=1：100w=los（p，：）disp（'次數(shù)'）pda，db，d

4、c，t1，t2，t3=find_three_p（w）%從每個(gè)移動(dòng)位置toa中任意選出三值base1=base（t1，：）base2=base（t2，：）base3=base（t3，：）locx，locy=triposition（base1，da，base2，db，base3，dc）%計(jì)算定位坐標(biāo)if （-500<locy&locy<500）&（-500<locx&locx< p>x（p）=locxy（p）=locybreakelse continueendendendplot（x，y，'r>-'）for j=1：110

5、text（x（j），y（j），' ' num2str（j）endxlabel（'x'）ylabel（'y'）legend（'參考基站'，'移動(dòng)軌跡'，'location'，'southeast'）title（'三點(diǎn)測(cè)量法的移動(dòng)軌跡'）grid on%find_three_p（調(diào)用函數(shù)）function da，db，dc，t1，t2，t3=find_three_p（w）%從toa數(shù)據(jù)中隨機(jī)選出不同的三個(gè)值%依次每一個(gè)移動(dòng)位置到相應(yīng)基站的los距離w%輸出：任意選出da，

6、db，dc三個(gè)los距離%da，db，dc為選出的任意三個(gè)los距離len=length（w）% 取一個(gè)t=fix（len*rand（1，1）+1ma=tda=w（t）t1=t； %t1是標(biāo)記%取第二個(gè)while（1）t=fix（len*rand（1，1）+1if（t=ma）mb=tdb=w（t）breakendendt2=t；%t2是標(biāo)記%取第三個(gè)while（1）t=fix（len*rand（1，1）+1if（t=ma）&&（t=mb）mc=tdc=w（t）breakendendt3=t；%t3是標(biāo)記%函數(shù)調(diào)用triposition.m%function locx，locy=

7、triposition（b1，da，b2，db，b3，dc）%三邊定位法%輸入：1.參考節(jié)點(diǎn)b1，b2，b3；2.移動(dòng)位置坐標(biāo)d（locx，locy）到這三點(diǎn)的距離分別為da，db，dc</locy&locy<500）&（-500<locx&locx%locx，locy為計(jì)算的移動(dòng)位置坐標(biāo)d點(diǎn)的位置坐標(biāo)syms x y%f符號(hào)變量%求解方程組f1='2*x*（b1（1）-b3（1）+b3（1）2-b1（1）2+2*y*（b1（2）-b3（2）+b3（2）2-b1（2）2=dc2-da2'f2='2*x*（b2（1）-b3（1）+

8、b3（1）2-b2（1）2+2*y*（b2（1）-b3（2）+b3（2）2-b2（2）=dc2-db2'xx，yy=solve（f1，f2，x，y）； %解關(guān)于x，y的符號(hào)方程組，得到解的符號(hào)表示，并存入xx，yypx=eval（xx）；%解的數(shù)值px（1），px（2）py=eval（yy）；%解的數(shù)值py（1），py（2）locx=pxlocy=py4 實(shí)驗(yàn)仿真利用以上程序，結(jié)合實(shí)際二維數(shù)據(jù)，對(duì)三邊測(cè)量法進(jìn)行仿真。圖1對(duì)應(yīng)二維數(shù)據(jù)的移動(dòng)終端的30個(gè)位置變化圖。由圖可知，采用實(shí)際數(shù)據(jù)對(duì)程序進(jìn)行仿真，觀察發(fā)現(xiàn)終端運(yùn)行軌跡圖比較符合實(shí)際情況，說(shuō)明三邊測(cè)量法能夠較準(zhǔn)確的確定終端位置，且設(shè)計(jì)的

9、基于三邊測(cè)量法的程序是有效的。5結(jié)語(yǔ)基于無(wú)線(xiàn)通訊基站室內(nèi)的二維定位問(wèn)題，針對(duì)三邊測(cè)量方法，利用matlab軟件進(jìn)行程序設(shè)計(jì)。采用實(shí)際數(shù)據(jù)對(duì)程序進(jìn)行仿真，觀察發(fā)現(xiàn)終端運(yùn)行軌跡圖比較符合實(shí)際情況，說(shuō)明三邊測(cè)量法能夠較準(zhǔn)確的確定終端位置，且設(shè)計(jì)的基于三邊測(cè)量法的程序是有效的。但是因?yàn)闇y(cè)量誤差的存在，以及程序自身的缺陷，有些點(diǎn)的位置表現(xiàn)出了異常，在后續(xù)工作中應(yīng)該重視并加以改進(jìn)?，F(xiàn)出了異常，在后續(xù)工作中應(yīng)該重視并加以改進(jìn)。參考文獻(xiàn)：1 叢爽. 面向 matlab 工具箱的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)理論與應(yīng)用m. 中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)出版社， 1998.2 聞新， 周露， 李翔， 等. matlab 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)仿真與應(yīng)用j. 2003.3 程銘東， 詹亮. 多傳感器網(wǎng)絡(luò)目標(biāo)定位的一種算法及其實(shí)現(xiàn)j. 計(jì)算機(jī)工程與應(yīng)用， 2008， 44（7）： 231-233.4 宋俊鵬. 基于 matlab 全球定位系統(tǒng)空間部分仿真j. 電子測(cè)量技術(shù)， 2004 （4）： 13-14.5 費(fèi)揚(yáng)， 杜慶治. 基于 matlab 的 wifi 室內(nèi)定位分析系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)j. 軟件導(dǎo)刊， 2018， 17（3）： 117-120.6 呂振， 趙鵬飛. 一種改進(jìn)的無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)加權(quán)質(zhì)心定位算法j. 計(jì)算機(jī)測(cè)量與控制， 2013， 21（4）： 1102-1104.7 彭燕. 無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)定位優(yōu)化算法及其仿真j. 計(jì)算機(jī)與數(shù)字工程，