环境探测在矿井灾难发生后对救援人员的营救工作有重要参考价值，四旋翼自主飞行器克服了矿井下地面救灾设备的缺陷，更好地实现了探测、采集、发送矿井灾害环境参数和信息。导航定位技术在四旋翼工作过程中掌握其在矿井中的飞行状态信息和位置信息，对救援人员制定正确的推进路线和安全的救援措施具有重要作用和意义。本文在分析了导航技术和无线定位技术的基础上，经过比较分析，针对有限空间中的四旋翼，提出了一种通过测量无线电波信号传播时间实现测距的线性调频扩频系统与飞行器惯性导航系统相结合的全新的导航定位方案。该测距算法采用双边双路对称测距算法SDS-TWR，采用往返时间测量距离，不需要时钟同步，提高了准确性，降低了系统硬件要求；飞行器惯性导航系统通过陀螺仪和加速度计测量飞行器的滚角、仰角、速度、加速度、位置等状态信息。将两个系统的测量信息进行融合，形成惯性导航/线性调频扩频组合导航系统，通过建立组合系统的信息融合模型获取更准确的导航定位信息，以及实现对采集数据的无线传输。实验证明，本文所提出的新方案能够准确、实时地反映四旋翼飞行器在矿井中的飞行状态和位置信息，为救援工作提供有力依据。本文选取了硬件平台，无线测距模块选取了北京云谷公司的CMT-01V1，该模块以德国Nanotron公司提供的nanoPAN5375作为射频模块；四旋翼飞行器选取了德国MK套件，并经过二次开发实现在巷道中自主飞行；上位机软件在Windows XP系统上进行开发，在软件上实现卡尔曼滤波算法，以提高导航定位精度。系统开发完成后在有限空间模拟环境下进行导航定位测试，经过对定位结果分析，实验证明该井下导航定位系统有低功耗、抗干扰能力强和定位精度高等特点。