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【MATLAB例程】TOA和AOA混合的高精度定位程序，适用于三维、N锚点的情况

article 2025/2/2 3:25:00

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代码实现了一个基于到达角（AOA）和到达时间（TOA）混合定位的例程。该算法能够根据不同基站接收到的信号信息，自适应地计算目标的位置，适用于多个基站的场景

文章目录

主要功能
代码结构
运行结果
程序代码

主要功能

初始化：
清空工作空间，设置随机数种子以确保结果可重复。
随机生成目标点的位置和多个基站的位置基站数量不限，>=4即可。
定位过程：
计算目标点到各个基站的真实距离。
模拟接收到的AOA角度（方位角和俯仰角）信息，并为这些角度添加噪声。
根据TOA测量计算出距离，并添加噪声。
使用最小二乘法构建线性方程组以估计目标位置。通过计算每个基站的单位向量和距离，构建出用于求解的矩阵。
定位估计：
采用伪逆方法（pinv）求解方程，从而得到目标的估计位置。
保存每次迭代的估计结果，便于后续分析。
结果显示：
使用3D绘图展示基站位置、真实目标位置和通过AOA及TOA估计的目标位置。
输出真实坐标、估计坐标以及每个坐标的误差。
误差分析：
计算并显示AOA估计和混合定位的三轴误差以及距离误差，帮助评估定位算法的准确性。

代码结构

初始化部分：设置随机数生成和基站、目标位置的初始化。
定位计算：通过AOA和TOA信息构建和求解方程。
绘图部分：可视化定位结果。
输出结果：打印真实坐标和估计坐标，计算误差。

运行结果

定位结果示意图：
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误差输出（命令行截图）：
在这里插入图片描述

程序代码

部分代码：

% AOA与TOA混合定位例程，自适应基站数量
% 2024-01-23/Ver1

%% 初始化
clc;clear;close all;
rng(0);
% 生成目标点坐标
position = 10*randn(1,3);

% 固定基站位置
num_station =100; %基站数量
stations_position=100*randn(num_station,3); %基站坐标

for i1 = 1:size(position,1)
    %% 定位
    % 计算目标到各基站的距离