目前,在全球四大卫星导航系统的支撑下,室外位置服务已广泛进入人们生活。而在人们80%以上时间所处的室内环境,随着大型建筑的日益增多,室内位置服务的需求正不断增加并成为世界各国角逐的新热点。在导航卫星信号难以覆盖的室内环境,基于Wi-Fi、Zigbee、超宽带等通信系统的室内定位技术已在部分重点场所得以局部应用,但上述系统信号覆盖范围有限,维护成本高,广域推广应用困难。移动基站信号覆盖范围广,应用成本低,是实现广域室内定位的重要技术手段。解决基于移动基站的广域米级精度室内定位难题,将对推动我国室内位置服务产业发展具有重大意义。在国家863主题项目(项目编号:2012AA120800)的支持下,本文针对目前移动基站定位技术中面临的非视距、多径干扰及室内定位用户体验等问题,研究了基于移动基站的时分码分正交频分复用(Time&Code Division-Orthogonal Frequency Division Multiplexing,TC-OFDM)系统室内高精度定位关键技术。本文主要创新及贡献如下:1)针对移动基站广域室内定位所面临的多径及互相关干扰问题,从信号体制角度进行了研究。首先对通信领域常用的正交频分复用(OFDM,Orthogonal Frequency Division Multiplexing)信号及导航领域常用的码分多址(CDMA,Code Division Multiple Access)信号在不同多径环境下的测距性能进行了比较与分析,发现了两种信号在不同多径环境下测距性能的互补特性。其次,分析了 CDMA信号频率间隔、扩频码周期及积分时间等要素与信号互相关干扰的关系,提出了基于微频分信号设计的互相关干扰减轻方法,减轻了移动基站互相关干扰问题。通过上述研究,为OFDM与CDMA信号的一体化设计及解调测距奠定了基础。2)面向移动基站导航与通信一体化服务需求,设计了TC-OFDM信号,在不影响正常OFDM业务的情况下,实现CDMA导航信号同频复用,提升系统定位导航能力及资源利用率;基于TC-OFDM信号体制,提出了耦合CDMA与OFDM信号的测距新方法,利用CDMA与OFDM信号在多径信道下的测距互补特性,减轻了城市复杂环境下多径带来的测距误差。3)针对TC-OFDM移动基站室内定位面临的非视距误差问题,提出了面向精确定位的非视距模型,通过对非视距分布模型的拟合,估计出定位点周边区域的非视距误差分布情况,进而构建融合非视距分布函数的位置解算方程,进行非视距环境下的位置求解。经测试验证,在同等特征点采集量下,定位精度较指纹定位技术大幅提升。4)为提升TC-OFDM室内定位用户体验,进行了惯性测量单元与电子地图辅助室内定位技术研究。针对目前行人航迹推算技术中在行人携带终端姿态不确定的情况下航向角检测困难的问题,提出并实现了基于加速度差分互相关的运动方向认知方法,解决了上述难题。针对室内地图匹配面临的路网密度大,空间区域间隔小等难题,提出了基于运动状态的室内地图匹配技术,提高室内地图匹配成功率。将行人航迹推算技术、地图匹配技术与无线定位技术组合,有效提升了室内定位性能。5)与项目研发团队共同设计并研发了TC-OFDM原型实验系统,在北京邮电大学组建了校园网,对进行了室内定位测试与验证,实现了基于移动基站的3m精度室内外无缝定位,为系统的推广应用奠定了技术基础。