无人机技术飞速发展,应用领域不断拓展,如电力、应急救援等领域的巡检、侦测需求日益迫切,在此类复杂场景下,无人机的室内定位是研究的热点、是实现可靠飞行的难点,也是需要解决的关键问题。为实现无人机的长续航、可靠定位,并完成环境侦测,围绕室内应急场景系留侦测无人机的定位问题,分别展开了有关系留侦测无人机系统、二维激光-单点激光定位方法、旋转二维激光定位方法的研究。具体研究内容包括:第一部分,建立系留侦测无人机系统,分为地面端及空中端,构建基于激光雷达的定位系统,分析二维激光雷达,单点激光雷达传感器模型;最后建立无人机数学模型,以便结合后续定位方法完成系留侦测无人机控制。第二部分,将系留侦测无人机三维定位分为水平和垂直两部分,采用激光扫描匹配局部地图的方法完成水平面二维激光即时定位与建图（Simultaneous Localization and Mapping,SLAM）,采用单点激光雷达完成垂直方向定高,并提出一种地形突变情况下的高度保持方法以规避地形对高度的影响。第三部分,针对第二部分研究内容无法直接进行三维定位与建图的问题,并保证系留侦测无人机的小型化,采用旋转二维激光雷达实现三维定位建图。提出一种基于网格划分的旋转激光雷达外参标定方法校正安装误差,然后先后经过特征提取、匹配、位姿解算过程,最后得到三维激光里程计及点云地图。分别于各章节对两种定位方法的精度及侦测效果进行了实验验证。针对二维激光-单点激光定位方法,水平面定位精度相较于主流Cartographer算法提升49.7%;与惯性测量单元-气压计融合算法、地形匹配方法比较,定高精度分别提升了 80.6%、52.3%。针对旋转二维激光定位方法,其中外参标定算法展示出优秀的标定效果;同时在外参标定后旋转激光里程计精度提升43%。针对侦测效果,利用视频及三维建图进行了环境侦测,证明了侦测设备的有效性。实验结果表明:构建的系留侦测无人机系统能够长时间续航,具备良好的侦测效果,研究的定位方法能够适用于多种室内应急场景,且旋转二维激光雷达弥补了二维激光-单点激光雷达不能直接进行三维定位与建图的缺点。