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随着社会的发展和人们生活方式的转变,位置信息在人类的生活和工作中扮演着一个越来越重要的角色。定位导航技术能够实时地获取用户的准确位置信息,并以此向用户提供准确定位、线路导航、灾害预警和紧急救援等服务,而这些服务大多都依赖于全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System,GNSS)。但是如今人们工作生活的大量时间都是在室内环境下,在室内中由于建筑物格挡导致卫星信号衰减严重,使得GNSS的定位精度变差甚至无法提供定位。所以,如何在GNSS无法使用的室内情况下提供人员位置信息将是一个急需解决的问题。目前,主流的室内定位技术包括:Wi Fi定位技术、射频识别(Radio Frequency Identification,RFID)技术、蓝牙(Bluetooth)定位技术、超宽带(Ultra Wide Band,UWB)定位技术、行人航迹推算(Pedestrian Dead Reckoning,PDR)技术等。随着微机电集成系统的发展,基于PDR惯性导航定位技术凭借其不需要外部设备依赖且不受任何场限制的特点,迅速成为了最有发展前景的技术之一。本课题主要针对基于PDR的惯性导航技术中的主流框架、关键算法和系统的实际应用进行了研究,主要包括以下:(1)PDR主流框架研究。本课题针对PDR导航定位中的关键框架进行了相关研究,首先分析了IEZ(INS+EKF+ZUPT)框架的优点和存在的问题,继而针对其方向修正问题进行了扩展,引入了当前更加流行的IEZ+框架,最后将IEZ+框架作为本课题中使用的框架,并对框架中使用到的一些算法(零速率检测算法、角速度更新算法、地磁航向修正算法)进行了改进和更新。(2)PDR导航的关键算法研究。本课题首先针对基于最大似然估计的零速率检测算法进行详细的原理性介绍,并通过实验证明了算法的有效性和可靠性;其次,针对零速率修正算法的缺点提出了改进的i ZARU算法,并将其应用于框架中;最后,介绍了基于地磁检测的航向估计和修正算法。(3)基于PDR的人员室内定位系统设计开发。结合本课题的研究成果和实际需求,本课题开发了基于Android平台的人员室内实时位置计算系统和基于Matlab平台的人员室内实时定位及显示系统,并分别在IPIN2016和IPIN2017两届国际室内定位大赛中进行了可行性和有效性验证。