超宽带TOA定位卡尔曼滤波定位算法matlab仿真

资 源 简 介

超宽带TOA定位卡尔曼滤波定位算法matlab仿真

详 情 说 明

超宽带（UWB）技术因其高精度时间分辨率，在定位系统中常采用到达时间（TOA）法进行距离测量。将卡尔曼滤波与TOA定位结合，可有效抑制测量噪声并提升动态定位精度。

核心实现流程： TOA测距模型 通过超宽带信号飞行时间计算节点间距离，受多径效应和时钟同步误差影响，原始测量值存在高斯噪声。

状态空间建模 定义目标状态向量（如位置、速度），建立线性运动模型（匀速或加速度模型），将TOA观测值转化为与状态向量相关的观测方程。

卡尔曼滤波迭代 预测阶段：根据运动模型预估下一时刻状态及误差协方差 更新阶段：利用TOA观测值修正预测结果，通过卡尔曼增益平衡预测与测量的权重

MATLAB仿真要点： 模拟移动轨迹（如直线运动或曲线运动） 添加高斯噪声模拟TOA测量误差 可视化对比滤波前后定位轨迹，分析均方根误差（RMSE）指标

优化方向： 针对非线性的场景可扩展为EKF（扩展卡尔曼滤波） 引入多基站数据融合提升复杂环境下的鲁棒性