【MATLAB例程】二维环境定位,GDOP和CRLB的计算,锚点数=4的情况(附代码下载链接)

本代码实现了在二维空间中使用四个锚点进行单目标定位的GDOP(几何定位精度)和CRLB(克拉美罗下界)计算。通过网格扫描法,计算不同位置的GDOP,并以等值线图的形式进行可视化。同时,代码还计算了目标真实位置的理论CRLB,从而评估定位精度。该方法为定位系统的性能评估提供了重要的理论依据。

文章目录

以下是一个基于MATLAB的二维定位GDOP和CRLB计算示例,适用于单目标和四锚点场景。代码结合TDOA定位原理,包含GDOP等值线可视化:

matlab 复制代码
% 二维定位GDOP与CRLB计算(单目标,四锚点)
% 2025-03-09/Ver1

%% 参数设置
clear; clc; close all;
rng(0); % 固定随机种子

% 锚点配置(正方形布局)
anchorPos = [0, 0;    % 锚点1
            100, 0;   % 锚点2
            100, 100; % 锚点3
            0, 100];  % 锚点4 (单位:米)

% 目标真实位置
truePos = [60, 40];   % 测试目标位置

% 测量误差参数

运行结果:

代码下载链接:
https://download.csdn.net/download/callmeup/92201448

关键说明:

  1. GDOP计算原理

    • 通过网格扫描生成测试点网格(-50m到150m)
    • 构建几何矩阵H,计算费舍尔信息矩阵(FIM)的逆矩阵
    • GDOP定义为协方差矩阵迹的平方根: G D O P = t r ( C R L B ) GDOP = \sqrt{tr(CRLB)} GDOP=tr(CRLB)
  2. CRLB理论计算

    • 基于真实目标位置计算雅可比矩阵
    • 使用克拉美-罗下界公式: C R L B = F I M − 1 CRLB = FIM^{-1} CRLB=FIM−1
  3. 可视化功能

    • 生成GDOP等值线图,直观显示不同区域定位精度
    • 红色三角形标注锚点位置,绿色星号表示目标真实位置

运行结果说明

  1. GDOP分布图显示锚点布局对精度的影响,最小GDOP通常出现在锚点包围区域中心
  2. CRLB输出给出理论最小位置方差,可作为算法性能评估基准

更多定位相关代码,见专栏文章:
https://blog.csdn.net/callmeup/category_12794805.html

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