随着社会的发展,基于位置的服务(location-based service,LBS)已经渗入到人们生活的方方面面,其中,对室内位置服务的研究备受人们关注。国内外许多学者提出了多种室内定位技术,如超宽带定位技术(Ultra Wide Band,UWB)、蓝牙定位技术、Wi-Fi定位技术、惯性导航定位技术等等。目前室内定位多使用Wi-Fi、蓝牙或超宽带基站,通过电磁波测距交会或信号强度指纹匹配的方法进行定位,此类方法通常面临三种困境,一是室内环境复杂、信号多路径效应严重导致定位精度降低;二是信号强度数据库构建繁琐,信号强度不稳定导致定位可靠性降低;三是需要大量布设基站导致成本增加、维护困难。在某些定位方法中往往需要一个初始位置信息才可进行位置的估计,目前多使用基站进行初始位置的确定,此方法同样需要建立大量基站。针对以上问题,本文首先提出了一种基于手机传感器与拓扑地图的无基站多源融合室内定位方法。该方法主要是对行人在平面坐标系下位置和姿态进行实时估计。在最小二乘原理的基础上,通过融合手机加速度计信息、步频信息、上一时刻的行人速度信息以及地图提供的道路距离信息进行行人步数的探测和步长的计算;融合手机电子罗盘信息、陀螺仪信息以及上一时刻的航向角与角速度信息进行航向角的计算;融合以上信息及上一时刻位置信息和地图提供的道路信息来确定行人位置。同时,根据行人行走过程中的累计步长信息、方向变化信息以及室内地图提供的道路距离信息、方向信息以及地图的拓扑信息判断行人的行走状态,从而进行道路的选择。其次,本文提出了一种基于行人轨迹与地图信息的初始位置估计法,本方法无需建立额外基站,通过将行人的历史轨迹与室内拓扑地图进行匹配,从而获取初始位置。在算法的可靠性方面,由于行人在手持手机行走过程中可能会因为传感器出现异常而导致定位错误,也可能因为行人偏离道路行走而导致本算法无法正确表达行人的行走轨迹。因此,本文进行了特殊情况下的可靠性分析。主要根据验后单位权中误差、地图及航向角标准化残差的变化情况来判断行人状态和粗差的来源,根据行人的状态信息及地图的拓扑信息来确定行人返回道路的时间和位置。从而确保在观测异常(传感器异常)或状态异常(行人偏离道路)情况下本算法仍可为行人提供一定精度的定位。最后,本文对此多源融合室内定位方法以及算法的可靠性进行了实验验证。测试发现,在不依赖于外部基站的情况下,本方法可达到1～2米的定位精度,可以满足米级精度的室内定位应用场景。同时,对本文提出的无基站初始位置确定方法进行了实验验证,其结果表明该算法可达到2米左右的定位精度,通过该方法得到的初始位置完全可以满足本文的需求。在算法可靠性方面,通过实验可以发现,本算法完全可以应对行人在偏离及离开道路情况下的定位。