室内定位具有良好的发展前景,由于超宽带技术具有高时间分辨率这一特性,使得基于超宽带的定位系统具有高精度定位的潜力。目前在视距环境下超宽带定位系统可达厘米级的定位精度,但在实际的生产或生活环境中,非视距环境较视距环境占有更大的比重。目前来看在非视距环境下高精度的超宽带室内定位技术还不成熟。为了适应在非通视环境下进行高精度的定位,本文基于室内定位这一应用背景,在理解了现有基本的定位技术的基础上,主要从非视距信道环境鉴别,非视距测量数据处理以及适应非视距环境的定位算法这三个方面进行研究,以优化超宽带在非视距环境下的定位性能。本文主要内容和创新点如下:1.总结介绍了超宽带信号的基本特性;回顾国内外室内定位技术的发展情况并分析了基于超宽带室内定位需进一步解决的问题及一些基本应用。2.介绍了基于超宽带的基本的测距定位原理;分析了超宽带测距定位的主要误差来源,分析了由于设备晶振和微处理器频率的差异对时间测量精度的影响;分析了非视距误差产生的原因并介绍了常见的误差处理方法。3.从工程应用的角度提出了一种非视距传播环境鉴别方法,利用了测量信号强度与首径信号估计值,通过一次测量即可进行鉴别,改善了传统鉴别方法需进行大量计算的不足。4.将非视距误差产生的原因进行分类,并分别分析了不同情景下的测量误差特性。当可检测到直达信号时,提出一种伪距差分法和利用几何关系法来处理测量误差,当只能检测到反射信号时提出使用3阶MA模型对测量误差进行建模,验证了算法的有效性。5.基于几何关系设计了一种定位算法,算法复杂度低,利用空间位置任意的三个定位节点即可进行空间三维定位。基于扩展卡尔曼滤波设计了一种考虑非视距误差的节点跟踪算法。设计了一种利用惯性导航设备辅助超宽带进行定位的算法。6.设计实现了辅助定位系统使用的定位可视化软件。