最近几年,我国经济正处于飞速发展时期,在城市迅速发展的大环境下,建筑物也相应地立体化、复杂化、多样化。但是,伴随着我国城市化进程,大型商场等建筑物火灾时有发生。面对变得更加复杂多变的室内火灾火情,使得抗战在救援一线的广大消防员的伤亡率也逐年增大。本课题重点针对火灾救援人员在室内火场环境中的个人生命安全问题和救援质量,提出了一种以惯导原理为基础的室内定位系统的设计及定位精度的算法研究。本文系统的阐述了所设计的室内定位系统的硬件平台。该平台以脚部定位器、胸前数据终端和后场数据终端等硬件为基础,采用意法半导体的STM32F405芯片作为主控芯片,同时搭载陀螺仪、加速度计、磁力计等各种传感器组成捷联惯导系统。该室内定位系统利用牛顿基础力学为理论基础,采用由火灾救援人员脚部携带的定位器上载有的陀螺仪和加速度计分别测量被定位人员行进的角速度和加速度,利用所测量的数据进行推算,得到现场救援人员的速度和位置以及运动轨迹。为了提高该系统的定位精度,对系统所涉及的姿态解算算法、坐标转换算法、速度求解算法和位置求解算法进行了研究,分析了系统中圆锥误差、划船误差和涡卷误差的产生机理,推导了针对各种误差的补偿优化算法。通过反复实验测试与算法优化,结果表明,该火灾救援人员室内定位系统可以有效的实现所预期的设计目标,达到了水平精度为救援人员总行程的4%,垂直精度为±0.5m的定位精度。该室内定位系统不依赖于外部信号,也不向周围环境辐射能量,不受干扰,能够在各种恶劣的环境中工作。该系统可广泛应用于维护社会稳定及生命安全的各个方面,如消防的救火救灾现场、反恐部队的战斗现场以及矿井等危险地带的探测或救援现场等。