森林火灾的频发威胁着林火消防员的生命安全。林火消防员在扑火过程中由于高温休克、吸入毒气昏厥、失足跌落受伤的事情时有发生。为了提高对林火消防员生命安全的保障,一种对林火消防员险情检测与定位系统的研究设计不可或缺。本文设计的林火消防员险情检测与定位系统采集惯性导航数据和GNSS信号,通过算法完成对消防员在林区的定位;采集林火中一氧化碳浓度、温度和消防员足部和头部姿态信息完成对消防员的险情检测。系统实现对消防员的险情检测与定位,为安全员指挥救援提供一定有效的判断依据。本文首先对险情检测与定位方法研究基础进行了简单的介绍。其次,对本文系统的定位方法和险情检测方法进行了重点介绍。介绍了采用基于零速修正算法的行人惯性导航定位方法(INS);基于计步算法的鞋式行人航迹推算法定位方法(PDR);在检测到零速点的情况下使用INS方法,无法检测到零速点的情况下切换使用DPR方法的INS/PDR组合定位方法;在林区接收到GNSS信号的情况下,将GNSS与INS/PDR定位结果进行组合并校正INS/PDR定位的INS/PDR/GNSS组合定位方法。介绍了以一氧化碳和温度为环境参数,以加速度值和姿态值为运动参数,并将环境参数和运动姿态参数为输入,险情检测参数为输出的模糊推理和专家经验险情检测法。研究内容涉及姿态解算、行人行走步态分析、零速修正法、计步算法、GNSS位置解析、互补滤波、卡尔曼滤波、组合导航、环境检测和姿态检测等。本文完成系统软硬件的设计和搭建工作,软件部分完成系统算法的编写与调试,硬件部分采用微处理器STM32F411完成系统的硬件设计、数据采集、数据处理、数据分析等工作。系统装置分别安装在消防员头盔处和消防员鞋面处,实现消防员的险情检测与定位功能。最后对各部分算法和整体性能进行实验测试,经过对测试实验的分析,表明系统能够完成险情检测测试以及定位功能,具有实际意义。系统的设计为保障林火消防员的生命安全提供了较为可靠、有效的解决方案,对消防员的安全保障有重要意义。