声源定位实验报告

(一)声源定位数据处理在MATLAB软件中，编辑一个M文件，编辑窗口内容为：function F = dingwei(x)F=sqrt(300-x(1)A2+(450-x(2)A2)-sqrt(x(1)A2+x (2)A2)-x(3)*(t1-t4); sqrt(x(1)A2+(450-x(2)F2)-sqrt(x(1)A2+x A2)-x(3)*(t2-t4);sqrt(300-x(1)A2+x A2)-sqrt(x(1)A2+x (2F2)-x(3)*(t3-t4);%在函数中x(1)=x;x2)=y;x(3)=v;并且我们将速度v看作未知数处理说明：创建了 M文件，需要先将测得的t1、t2、t3、t4代入。以第一组数据为例，由于t1、t2、t3、t4均为实验时测得的数据，因此在命令窗口中求解函数之前，要先将在实验时获得的数据t1=61.9、t2=47.4、t3=24.0、t4=0，并重新保存。 保存后的 M 文件内容为：function F = dingwei(x)F=sqrt(300-x(1)A2+(450-x(2)A2)-sqrt(x(1)A2+x (2) A2)-x(3)*61.9; sqrt(x(1)A2+(450-x(2)A2)-sqrt(x(1)A2+x(2)A2)-x(3)*47.4;sqrt(300-x(1)A2+x A2)-sqrt(x(1)A2+x (2)八2)吠(3)*24.0;%在函数中x(1)=x;x2)=y;x(3)=v;并且我们将速度v看作未知数处理然后，在命令窗口输入 clear x0=99,149,3; options=optimset(Display,off); fsolve(dingwei,x0,options)命令窗口输出：ans =96.0876141.25723.2175如果想要看到中间的计算过程，可以输入如下程序 x0=99,149,3; options=optimset(Display,iter); x,Fval = fsolve(dingwei,x0,options) 命令窗口输出：Norm of First-order Trust-regionIterationFunc-countf(x)stepoptimalityradius1473.65016871282.304510.91813121.202862.511.52.54160.005894346.252.796.255204.39428e-0090.1752750.0028915.66244.34196e-0200.0003086928.59e-00915.6Optimization terminated successfully:First-order optimality is less than options.TolFun.x =96.0876 141.2572 3.2175Fval =1.0e-009 *0.00310.07980.1925重复处理第一组数据的过程，将八组数据处理完后，整理得到如下表格1声源定位实验数据表X(mm)Y(mm)V(km/s)t1(us)t2(us)t3(us)t4(us)计算值x计算值y计算值v1001502.98261.947.424.0096.0876141.25723.217562.047.324.0097.1864143.61723.129362.546.421.9097.6007154.59392.917260.444.921.90112.7124148.23122.848961.847.223.9097.0742143.16533.153660.943.823.80109.6143150.65172.920660.544.322.90110.1801148.09602.995361.245.122.80105.9720147.81332.8624说明：表格中灰色背景部分为原始数据，白色背景部分为计算所得数据。X的平均值为：103.3025(mm)Y 的平均值为： 147.1782(mm)V 的平均值为： 3.0056(km/s)GPS 模拟数据处理求解用户1 (即N0 1)的位置如下：在MATLAB软件中，编辑一个M文件，编辑窗口内容为： %对用户1的位置进行求解function F=gps1(x)F=(150-x(1)A2+(150-x(2)A2-x(3)A2*(124.8A2);% 第一组(200-x(1)A2+(100-x(2)A2-x(3)A2*(147.7A2);% 第二组(200-x(1)A2+(150-x(2)A2-x(3)A2*(130.4A2);% 第三组(150-x(1)A2+(200-x(2)A2-x(3)A2*(109.3A2);% 第四组(200-x(1)A2+(200-x(2)A2-x(3)A2*(118.6A2);% 第五组(150-x(1)A2+(250-x(2)A2-x(3)A2*(93.3A2);% 第六组(100-x(1)A2+(250-x(2)A2-x(3)A2*(85.1A2);% 第七组(100-x(1)A2+(200-x(2)A2-x(3)A2*(101.9A2);% 第八组(100-x(1)A2+(150-x(2)A2-x(3)A2*(118.8A2);% 第九组(100-x(1)A2+(100-x(2)A2-x(3)A2*(133.0A2)% 第十组%在这里x(1)表示用户1的横坐标，X(2)表示用户1的纵坐标，x(3)表示传播速度。 %将速度按作未知数处理。在命令窗口输入以下程序： x0=0,450,3; options=optimset(Display,off); fsolve(gps1,x0,options) 命令窗口输出的内容很长，在此不完全列出，其中最后两行为最终答案： ans =-2.7087 476.53722.9074表明实际计算所得的用户1的坐标为(-2.7087, 476.5372)。用同样的方法可以求得用户2和用户3的坐标，最后整理得到表格如下：GPS模拟数据处理表原始数据卫星用户X(mm)Y(mm)T1(us)T2(us)T3(us)150150124.8124.781.1200100147.7134.087.9200150130.4116.092.5150200109.3110.593.3200200118.6101.2106.015025093.394.0108.410025085.1107.6100.1100200101.9119.687.2100150118.8132.669.4100100133.0146.656.7处理结果用户(接收机)理论坐标(mm)计算坐标(mm)速度(km/s)X坐标Y坐标1(0,450)-2.7087476.53722.90742(300,450)321.4867470.88612.93183(0,0)-16.4663-10.43582.8448