随着互联网技术的发展以及物联网技术的兴起,基于位置的服务被应用在日常生活以及工业制造的各个方面。被广泛使用的GPS定位技术由于卫星信号穿越建筑物显著衰减而无法直接应用于室内定位。目前,室内定位技术通常采用光信号、Wi Fi信号、声音信号、RFID信号等来实现,但这些室内定位系统亦有其弊端:使用RFID信号实现的室内定位系统,需要引入额外的硬件,以致部署成本很高;使用Wi Fi信号的实现的室内定位系统虽无需引入额外硬件,但是定位精度不高;使用光信号实现的定位系统容易受环境干扰。因此,基于声音信号的室内定位系统以其低成本、高精度和易扩展的特点成为当下室内定位技术研究的热门。现有的基于声音信号的室内定位技术往往以异步或者同步的方式发射调制的信号,通过解调信号得到到达时间或者到达时间差进而得到约束用以求解目标位置。这其中信标信号的设计与检测和定位算法是影响定位性能的关键因素。本文基于此关键因素进行研究,做了如下工作:其一,本文将信标信号的前导码设计为三角线性调频信号,利用线性调频信号良好的自相关特性提高了信标信号的检测率。同时,结合多普勒频移规律进行测速,提高了测速的精度。利用速度信息,本文提出了一种TDo A筛选算法,该算法利用速度估计和历史定位数据得到预测位置,进而利用预测位置来估计正常TDo A的范围,实现了TDo A数据的筛选,降低了系统的偶然误差。其二,本文采用高斯牛顿迭代法求解定位坐标时设计了一个迭代初始值生成算法,加快了高斯牛顿迭代法的收敛速度。本文在生成迭代初始值时增加了位置约束,位置约束基于前导码计算得出的速度以及历史定位结果计算得到的位置预测值来设计。此外,针对同一调度轮次偶尔出现部分锚节点时间戳丢失导致定位失败的问题,提出了一种基于扩展卡尔曼滤波器的补充定位方法,提高了系统的定位成功率。综上所述,本文提高了信标信号的检测率和速度估计的精度,同时设计了一种数据筛选算法,降低了系统的偶然误差。此外,设计的迭代初值生成算法,加快了定位算法的收敛速度,并设计了融合速度估计信息和TDo A信息的定位算法,提高了系统的定位成功率。经实验验证,本文结合自设计声音信号处理硬件,设计并实现了一个具有高精度、易部署特性的室内声音定位系统。