室内环境下的定位问题是微小型飞行器实现室内飞行的前提。在军事侦察、反恐防暴、安全监控、抗灾救援等领域微小型飞行器的应用不断增加，对定位精度也提出了更高是要求。本文选用二维激光测距仪为外部传感器辅助微惯性测量组合（Micro-Internal Measurement Unit,MIMU）实现微小型飞行器室内环境下的高精度定位。从理论上阐述激光扫描匹配问题的含义和目标，分析几种典型的激光扫描匹配算法的原理和特点，并提出几个改进策略减少错误对应、提高计算速度。利用留点设计角点匹配算法和基于留点的ICP算法，提出一种融合四种算法的R-I-C组合策略。该组合策略通过判断扫描中是否包含足够的线段来选择不同的匹配算法，并采用角点匹配算法、基于留点的ICP算法或者旋转搜索最小方差算法为后续计算提供初始估计。仿真和实验表明该组合策略适用范围广，精度满足设计要求。建立一个可近似为地理坐标系的室内坐标系作为导航坐标系，由此对MIMU系统导航参数微分方程、误差模型进行简化。同时讨论微惯性器件和激光扫描匹配的误差来源，对其随机误差建立误差模型。设计Kalman滤波器融合MIMU系统和激光扫描匹配分别获得的位姿信息。对MIMU系统和激光扫描匹配的误差进行估计，分别采用反馈校正和输出校正的方式来提高二者的定位精度。仿真结果表明基于R-I-C组合算法和Kalman滤波的融合定位方法能够实现室内环境下的高精度定位。