定位是移动机器人自主导航的基础。在户外环境下，移动机器人定位通常使用声纳、视觉系统或激光扫描仪检测环境中的特征来确定机器人位姿，但这些方法使用时容易受到环境的限制。全球卫星导航系统，如GPS是户外移动机器人广泛使用的导航方法，然而卫星信号会受到人为、建筑物或树木遮挡等因素的干扰，不能满足户外机器人高精度、任意时刻和地点定位的要求。针对存在的这些问题，本文提出一种利用地形坡度特征来确定机器人空间位置的方法，可作为GPS信号丢失和其他方法失效时的替代定位方法。本课题在获得的地形拓扑地图或点云地图和给定路径的条件下，本文使用机器人地形倾斜模型从地图上沿着路径提取机器人姿态与位置的关系。这个关系被制成查询表，作为定位中的测量方程。为解决模型中存在的较大不确定性，本文使用粒子滤波器融合机器人运动与观测信息，实现机器人的定位。为验证定位算法有效性，本文在户外场地进行了三组实验。第一组实验选用较小的实验场地，较短的机器人行走距离，使用光学捕捉系统获得的拓扑地图，在不同速度和初始误差的条件下验证算法。第二组实验中使用激光扫描仪制取的点云地图，在相同场地进行实验。第三组实验选用含有丰富地形的场地，使用激光扫描仪获取的点云地图，以检测算法综合适应能力。实验结果表明本文提出的地形坡度定位方法在户外非平坦的地形上得到理想的定位效果。