针对日益增加的室内定位的社会需要,涌现出很多技术方案,比如WIFI、RFID、GSM等。但这些方案大都定位精度较低,系统的部署实施也比较复杂。本文按照课题指标要求,提出了基于LED多光源并采用PSD的高精度室内定位系统。二维PSD器件的优势在于分辨率很高,而且输出坐标值只与光斑的质心相关,减轻了光学设计上的难度。同时根据PSD的光谱响应特性,应该选择靠近红外波段的单色可见光作为LED光源来获得更强的光电响应。LED矩阵采用时分复用的方式循环点亮,采取隔行扫描的工作方式来提高整体的光信息发送效率。设计了匹配的光学系统原型,使得LED光线汇聚成的光斑,并做了初步的光学仿真和光斑成像质量分析。根据设计的系统原型,实现了电路的软硬件开发,来完成光通信的发送与接收。根据光通信平台的硬件性能,针对性设计了一种数据帧格式,完成对光源信标编码信息的通信。在对PSD输出信号处理后,运算得到光斑坐标值。在得到足够多的有效光斑信息之后,通过本文提出的两点锁定算法,求出目标物体的空间坐标和倾斜角度。搭建硬件电路平台,进行了多组光信息传输测试,验证了该技术方案的可行性。理论分析了系统的定位精度,得出定位分辨率的理论典型值为5 mm。并提出了结合传统定位技术的混合定位方式,使得目标能够进行高精度且高效的定位和导航。本文的研究工作为高精度室内定位技术提供了一种新的途径,为进一步的工程化打下了基础。