随着室内外定位技术和无线通讯技术的飞速发展以及智能手机、平板电脑等移动设备的普及,位置服务已成为人们日常生活的一个重要组成部分。然而由于现有定位手段易被人为操纵以及虚拟定位软件的泛滥,位置伪造成为获得可信位置服务的极大安全隐患,因此位置证明应运而生。但是传统的位置证明架构存在中心化以及数据易篡改等安全问题,而一些区块链位置证明方案由于区块链底层结构的限制具有对空间数据处理的支持不足、提供的查询方法有限、查询效率较低等瓶颈,难以满足区块链位置证明查询要求。因此,本文基于区块链位置证明空间及时空高效查询需求,以以太坊作为区块链研究平台,同时根据其智能合约编程语言的特点,将GIS领域常用的Geohash空间索引和STCode时空索引引入区块链,探索分析链上和链下两类查询方式并进行对比,从而找出更适用于区块链位置证明应用的查询方法。本文主要贡献如下:（1）研究了以太坊区块链的结构以及位置证明流程,以此为基础将Geohash空间索引和STCode时空索引引入以太坊智能合约,并结合智能合约编程语言Solidity的特点,采用动态数组以及字典两种存储结构,同时选择在原生的转账交易中附加数据的存储方式作为对比,然后按照区块链位置证明查询需求根据不同的存储方式设计相应的空间范围查询以及时空查询方法,最后基于Geolife轨迹数据集开展空间及时空查询实验,研究区块遍历、智能合约中动态数组遍历、以及智能合约中基于字典结构的索引查询等方式的链上查询效率。（2）限于区块链的查询性能,设计链下查询方法作为链上查询的对比。首先应根据交易的类型,研究如何将转账交易以及智能合约调用交易中存储的数据解析出来以及选择哪些必要字段存储到链下Postgre SQL数据库中,然后根据数据表中存储的字段,设计无索引、B-tree、GIST、Geohash、STCode五种查询方法,其中对于Geohash和STCode,提出一种优化的查询方式,以减少得到的Geohash或STCode编码个数,接着采用与链上查询相同的实验数据和实验条件,设计链下数据库查询加链上验证两阶段链下查询策略,研究对比链上、链下各种方式的查询效率。（3）基于所找出的最优的查询方式以及所设计的位置证明流程,完成研究成果的具体实现与原型系统研制。首先分析了位置证明系统的架构及功能组成,包括位置证明App、区块链DApp以及位置证明证书查询系统三个部分,然后基于最优的链下查询方式实现位置证明原型系统。