基于Chan算法的TDOA双曲线定位MATLAB实现

资 源 简 介

本项目实现了Chan的非递归双曲线TDOA定位算法，通过解析表达式快速估计信号源位置。适用于高斯噪声环境，提供高效、精确的MATLAB解决方案。

详 情 说 明

基于Chan算法的TDOA非递归双曲线定位系统 MATLAB实现

项目介绍

本项目实现了Y.T.Chan提出的具有解析表达式解的非递归双曲线方程组定位算法。该系统通过处理TDOA（到达时间差）测量数据，能够快速、精确地估计信号源的空间位置。该算法特别适用于高斯分布误差环境下的干扰源定位和无源定位场景，具有计算效率高、定位精度优良的特点。

功能特性

• 高精度定位：采用Chan非递归双曲线解析算法，实现精确的信号源位置估计
• 误差补偿机制：包含TDOA测量数据预处理与误差补偿模块
• 优化估计：使用加权最小二乘法对位置估计进行优化
• 完整分析：提供误差分析模块和可视化定位结果功能
• 性能指标：输出定位误差协方差矩阵、残差平方和等量化评估指标

使用方法

输入参数

1. TDOA测量值数组（微秒单位）：基站间的信号到达时间差测量数据
2. 基站坐标矩阵（米单位）：已知位置的基站三维坐标数组
3. 信号传播速度（默认光速）：电磁波传播速度参数，可选
4. 测量误差协方差矩阵：TDOA测量误差的统计特性
5. 迭代收敛阈值：算法停止的精度控制参数，可选

输出结果

1. 信号源估计坐标：定位结果的三维坐标输出
2. 定位误差协方差矩阵：定位精度的量化评估
3. 残差平方和：算法拟合优度指标
4. 收敛迭代次数：算法执行效率指标
5. 置信椭圆参数：二维情况下的定位不确定性可视化参数
6. 定位结果可视化图形：基站布局与定位结果的二维/三维图示

系统要求

• MATLAB R2018a或更高版本
• 信号处理工具箱（推荐）
• 统计学工具箱（推荐）

文件说明

主程序文件整合了完整的定位算法流程，包含数据输入验证、TDOA测量值到距离差的转换、Chan解析算法的核心计算、加权最小二乘优化处理、定位精度评估以及结果可视化等核心功能。该文件实现了从原始测量数据到最终定位结果的全流程处理，确保算法的高效执行和结果的可靠性。