基于DS-TWR（双边双向测距）的平面定位MATLAB例程，包含模拟数据生成、距离计算和最小二乘定位（附代码下载链接）

本文给出一个基于DS-TWR（双边双向测距）的平面定位MATLAB例程，包含模拟数据生成、距离计算和最小二乘定位。代码注释详细，可直接运行。

代码说明

1. 参数设置

• 定义光速、时间噪声、基站坐标、目标真实坐标和时钟漂移参数。
• 时钟漂移参数（α和β）模拟设备时钟频率的微小偏差。

2. 数据生成

• 对每个基站计算真实传播时间。
• 模拟两次往返时间测量值（$T\_round1$, $T\_round2$）和回复时间（$T\_reply1$, $T\_reply2$），包含时钟漂移和高斯噪声。
• 使用DS-TWR公式计算实际距离。

3. 定位算法

• 使用非线性最小二乘法（lsqnonlin）最小化测距误差平方和。
• 初始猜测设为基站质心以提高收敛性。

4. 可视化

• 绘制基站、真实位置和估计位置。
• 显示测距圆环，直观展示测距结果与定位关系。
• 输出定位误差。

运行结果

定位结果示意图：

命令行窗口输出结果的截图：

MATLAB源代码

部分代码展示：

% 双边双向测距 (Double-sided two way ranging-DS_TWR)例程，3基站二维
% 2025-04-12/Ver1
%% 系统初始化
clc; clear; close all;
rng(0);
fprintf('===== DS-TWR平面定位仿真启动 =====\n');

%% 物理参数设置
c = 3e8;                  % 光速（m/s），电磁波传播基准
fs = 1e-9;                % 时间单位：1 ns（满足UWB时间分辨率要求）
sigma_noise = 0.1e-9;     % 时间噪声标准差（ns），模拟硬件抖动

% 基站布局（三角形布局优化定位精度）
anchor_pos = [0, 0;        % 基站1坐标
              5, 0;        % 基站2坐标
              2.5, 5];     % 基站3坐标（形成非共线布局）

target_true = [3, 2];      % 目标真实坐标（用于误差评估）

% 时钟漂移参数（模拟设备时钟不同步）
alpha = 1 + 50e-6;        % 设备A时钟频率偏差（+50ppm）
beta  = 1 - 30e-6;        % 设备B时钟频率偏差（-30ppm）

完整代码下载链接：https://download.youkuaiyun.com/download/callmeup/90610625

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