随着科技的不断发展和创新，为满足人们的需求建立起了许多大型的建筑物，如机场、大型超市、图书馆、还有地下停车场等。由于这些复杂的室内环境，人们对室内外定位导航技术的需求更加迫切。随之产生了定位导航技术。在室外，可利用GPS定位技术进行定位导航，而在室内，由于GPS卫星信号受到建筑物的阻挡，GPS接收机无法接收到数据，导致GPS技术无法在室内进行精准的定位导航。因此，产生了室内定位导航技术。红外线定位导航技术属于室内定位导航技术之一，它是通过布置在室内的各个相关传感器感应红外射线，进行定位。由于红外射线不能够穿透障碍物，所以红外线定位技术只能将传输信号进行视距传播，使得导航距离缩短，而无法进行精准的定位导航。超声波定位技术，主要是通过对声音的传播，接收和反应信号，从而确定目标物的位置，其定位精度高。但该定位方法成本高，且容易受外界的干扰性较大。射频识别定位技术，通过对接收到的信号进行双向通信，采用无线电信号的方式，进行定位。其定位精度可达厘米级，由于射频识别技术定位距离短，在实际应用中，不具有普遍性，而且其没有标准的用户使用安全规则。超宽带定位技术，是通过接收和发送窄脉冲进行传输数据，从而确定目标物的具体位置，达到定位的目的，其定位精度较好。无线局域网络定位技术，是通过合理的设置相关的网络节点，进行接收和发送信号，进行定位导航。除了上述定位导航技术，还有一些定位导航技术还处于初级研究阶段，如计算机视觉等定位技术。本论文结合三维激光扫描技术，对室内外定位导航技术进行研究。三维激光扫描技术能够在一秒内采集数千个空间点信息，解决了传统测量技术中采集空间信息效率低的问题。三维激光扫描技术能够在较短的时间内，较为完整的获得目标物的空间信息，有的采样速率可达5000点/秒，如此高的采速率，在测绘领域是一个重大的突破。在采集空间信息之前，引入控制点、设站，完成目标物地理信息的采集。本文利用GPS接收机合理的采集室外控制点，GPS接受机采用RTK（RealTime Kinematic）的测量方式，也即实时动态差分法的测量方式。此测量方式的特点在于能够实时的提供站点所在位置的空间信息，而且精度可达毫米级。利用全站仪，采用“后方交会”或者“已知后视点”方法，采集室内基准站信息。在此，利用全站仪“引入”室内所需定位导航的空间点云信息，为三维激光扫描仪基站的设立做准备。通过利用GPS接受机和全站仪采集控制点信息，建立室内外导航所需空间坐标系统。最后，空间坐标系统建立完成后，合理的设立室内外三维激光扫描仪站点，采集相关室内外空间信息。信息采集过程中，实时将数据传输至系统中，经过点云数据预处理，完成定位导航背景，实现室内外无缝定位导航。在以后的定位导航应用中，如果是相同的定位导航背景，则系统无需再进行对目标物的扫描，可直接进行定位导航。采用三维扫描技术得到的空间数据数据是庞大的，点云数据经过预处理后，在配准过程中，经典的ICP算法配准时迭代时间长，而且容易陷入局部最优的问题，因此本文提出了一种快速的空间点云数据配准方法（PCA-ICP），该方法利用主成分分析法寻找最优的空间配准转换参数，避免了ICP算法为寻找最优解而陷入局部最优的问题，且提高了配准速度。使用PCA-ICP算法对某一建筑物室内外空间点云数据进行配准，实验结果表明，此方法迭代时间短于经典ICP算法，是一种可行的点云配准方法。