随着移动互联网技术的蓬勃发展和城市化进程的不断加快,基于位置的服务需求,尤其是室内场所移动位置服务需求正呈现爆发式增长趋势,人们对定位精度的要求越来越高,高精度室内定位技术已成为当前无线定位领域甚至无线通信领域的研究热点。本文在深入研究当前各类室内定位方案及相关技术特点的基础上,选择普适性最优、具备良好通信功能和移动定位应用优势的Wi-Fi网络作为室内定位解决方案载体,以提高复杂Wi-Fi网络环境下的定位精度、降低系统复杂度为目标,围绕TOA定位机制中的关键技术——时延参数估计、定位接入点选择以及定位解算开展相关研究,主要工作如下:1.针对现有时延估计算法在多径传播条件下估计精度不高或运算复杂度太高的问题,结合Wi-Fi信号特征,提出一种基于前沿检测互相关和数据子载波相位差拟合(LDCC-PDF)的分级时延估计算法,仿真和分析表明该算法在运算复杂度较低的情况下可保证较高的定位精度,且具备较好的多径环境适应能力。2.针对在复杂Wi-Fi网络布局和多变室内环境下,信号质量较差的接入点严重影响定位精度的问题,从降低参数测量误差影响和优化接入点几何布局这两个降低定位误差的角度考虑,综合利用空间、时间信息提出一种基于接收信号强度(RSS)分步筛选与三角形内点(PIT)检测组合的接入点选择算法,仿真结果证明合理的接入点选择不仅能够降低原有定位算法的运算量,还使定位性能得到明显提升。3.针对经典TOA定位解算算法在NLOS环境下性能较差、现有NLOS误差识别和抑制算法复杂度较高的问题,提出一种基于加权处理的分级定位算法,在LLOP算法的粗定位结果上,给出两种加权处理方式:基于几何布局的加权和基于凸组合优化的加权。前者算法简单易实现可用于较好的传输环境;后者复杂度偏高但性能更优,可适用于NLOS传输环境,仿真结果表明二者均可在相应场景下获得良好的定位性能。4.以胖客户端系统架构为基础给出一种基于Wi-Fi网络的室内定位系统方案设计原型,包括总体定位流程以及定位终端和服务器端的软件设计框架。最后在真实办公环境中进行数据测量采集,验证了所提算法及方案流程的有效性和可行性。