RFID技术已经广泛地运用在仓储、物流管理、工业生产等相关应用中。在这些场景下,只要在物体上部署RFID标签,就可以实现室内定位、物体状态感知等创新的功能。例如,在仓库环境中,只要在货物上贴上RFID标签,当获悉货架上货物的具体位置坐标后,就可以利用机械臂直接自动抓取目标货物,这样不仅降低了人力成本,还能提高准确率。然而,目前的基于RFID的定位方案,都只解决了室内二维空间中的定位,无法进而判断物体的空间方位并获取物体在三维空间中的精确位置。此外,室内面临着复杂的传播环境,射频信号会在室内障碍物(如墙壁,天花板,家具等)上发生反射,导致天线实际接收到的相位受到多径信号的影响,进而导致定位精度的降低。本文首先提出了一个基于RFID标签阵列的三维定位系统3DLoc,当定位时,3DLoc在正对物体的二维平面内连续扫描,同时基于标签阵列的固有几何约束关系,通过AoA的定位方案完成了物体在三维空间中方位和位置的估计。另外,为了减轻多径信号对定位结果的影响,我们分别提出了基于AoA参数和基于相位校正的多径抑制算法来提高系统的定位精度。我们设计了一个原型系统并在真实环境下评估了系统的性能,实验结果表明,在室内自由空间中物体能达到10cm的平均定位精度,在多径环境下物体能达到15.7cm的平均定位精度。本文的贡献如下:1.通过在物体相互垂直的三个面上部署标签阵列并参照标签阵列已知的几何约束关系,我们利用了基于AoA的定位方案准确获得了物体在三维空间内的坐标和空间方位。2.为了降低由于多径效应引起的定位误差,我们提出了天线移动扫描的方案,利用AoA参数的线性关系,去除了由多径效应引起的数据异常点,从而提高了定位精度。针对只有一个反射物存在的多径环境,我们提出了基于参考标签阵列的相位校正算法。它通过参考标签阵列提取出反射物影响下的环境特征,直接还原目标标签的真实相位,从根源上提高了定位精度。3.我们实现了一个原型系统并在真实复杂的环境中评测我们的三维定位方案的实际性能。实验结果表明,系统在室内自由空间能达到10cm的平均定位精度,在多径环境下达到15.7cm的平均定位精度。