基于多维标度法和DOA估计的无线传感器网络定位MATLAB实现

资 源 简 介

本项目利用到达方向（DOA）估计结合多维标度（MDS）算法，实现无线传感器网络的节点定位。通过信号方向分析与相对位置重构，最终输出节点绝对坐标，适用于定位精度要求较高的场景。

详 情 说 明

基于多维标度法的无线传感器网络DOA定位系统

项目介绍

本项目实现了一个基于到达方向（DOA）估计和多维标度（MDS）算法的无线传感器网络节点定位系统。系统通过分析传感器节点接收到的信号方向信息，利用MDS算法进行降维处理和相对位置重构，最终通过坐标变换得到节点的绝对位置分布。该工具适用于WSN部署分析、目标跟踪和定位精度评估等场景。

功能特性

• 高精度DOA估计：支持MUSIC、ESPRIT等多种DOA估计算法
• 稳健的MDS定位：基于多维标度法实现节点相对位置重构
• 坐标系统转换：通过锚节点完成相对坐标到绝对坐标的精确标定
• 全面结果分析：提供定位误差分析和多种可视化展示
• 参数灵活配置：支持噪声阈值、收敛条件等参数自定义设置

使用方法

1. 准备输入数据：

- 阵列天线接收的多通道信号数据（通道数×采样点数矩阵） - 已知位置的锚节点坐标（至少3个） - 信号波长或频率参数 - 算法参数设置（噪声阈值、收敛条件等）

1. 运行定位系统：

执行主程序文件，系统将自动完成DOA估计、MDS定位和坐标标定全过程

1. 获取输出结果：

- 所有节点的估计绝对坐标（二维/三维坐标矩阵） - 定位误差分析报告（相对误差、均方根误差等） - 节点分布可视化图（真实位置与估计位置对比） - DOA估计谱图与MDS降维中间结果

系统要求

• MATLAB R2018a或更高版本
• 信号处理工具箱
• 统计和机器学习工具箱（部分功能可选）

文件说明

主程序文件整合了系统的核心定位流程，实现了从信号数据预处理到最终位置估计的完整功能链。具体包括：阵列接收信号的DOA角度估计、基于角度信息的距离矩阵构建、通过多维标度法计算节点相对坐标、利用锚节点完成绝对坐标转换，以及定位结果的精度评估与可视化输出。