近年来,四旋翼无人机因其可悬停、移动灵活、稳定性好等特点逐渐在军事和民用领域中广泛使用。而在单架无人机的基础上,采用多架无人机的编队配合能够胜任更为复杂的工作,是无人机技术近年来的发展趋势和研究热点。当前,室外无人机航行主要依赖GPS定位技术,但在室内等GPS信号不佳的场景下,无人机将无法正确解算自身位置,从而无法进行自主定位与智能导航飞行。本文正是以室内无人机编队飞行为应用背景,提出了基于超宽带室内定位与惯性导航航迹推演算法融合的室内定位导航系统。主要研究工作包括:首先,本文深入调研了国内外无人机编队飞行技术与室内定位技术的研究现状,并提出了一种适用于室内无人机编队飞行的定位与通信方案。系统主要由UWB(Ultra Wideband,超宽带)三维定位子系统、微型飞行器子系统、编队导航子系统以及协调器组成。其次,本文设计了基于时分的改进型TDOA定位算法,使其能够适用于多定位目标的应用场景。针对单独使用UWB定位技术容易出现极值点导致定位稳定性不足的问题,采用扩展卡尔曼滤波算法将超宽带定位算法与惯性导航航迹推演算法进行融合,提高定位的精度和稳定性。最后,完成本系统的软硬件设计与实现,并进行了室内无人机定位性能测试和室内导航飞行试验。测试结果表明,该UWB三维定位系统定位精度可达±10厘米,具有高精度、多标签、高实时性、低功耗、抗遮挡等优点,可以满足多无人机室内编队飞行的要求。因此,本文设计的室内微型四旋翼编队定位及导航飞行系统是切实可行的。