近几年来,基于位置服务(Location-based services,LBS)几乎覆盖了人类动态活动的各个方面:安全、应急救援、导航、生活便利、旅游等,LBS呈现出了广阔的发展前景。作为LBS的核心内容之一,室内定位系统的设计已经成为该领域的热点。超宽带(Ultra-wide band,UWB)技术具有超高的时钟分辨率和良好的抗多径干扰能力等优势,非常适合于室内定位系统的设计。在基于UWB的室内定位系统中,基于到达时间差(Time Difference of Arrival:TDOA)和基于双向测距(Two Way Ranging:TWR)是应用最广泛的定位方案,然而基于TDOA和TWR的定位系统分别存在时钟同步问题和用户容量限制问题。为了有效地解决上述问题,提出了一种新的定位方案,并实现了一套基于UWB的室内定位系统。首先,为了解决用户容量问题,设计出一套系统信号交流机制,在信号交换的过程中,标签只需接收来自基站的测距信号便可以完成定位。从而该系统打破了用户数量的限制,可以支持大量的用户同时定位。其次,建立了一套时钟模型用于克服时钟同步问题,该模型可以将不同步时钟一一对应到参考时钟上,从而将时钟同步问题转化为时钟参数补偿问题,并通过卡尔曼滤波算法实时地估计出时钟频偏系数,在算法上实现了高精度的时钟同步。然后,设计出一套神经网络算法用于补偿一些不确定因素造成的测距偏差,并利用系统输出的距离数据和系统的测距偏差数据训练了神经网络参数,显著地提高了系统的定位精度。最后,室内静态定位实验结果表明:该基于UWB的室内定位系统可以实现空间三维定位,并且在X轴和Y轴方向上的定位精度在10cm以内。