随着无线通信与物联网技术的发展,人们对于位置感知与位置服务的应用需求与日俱增,无线定位技术研究日益深入。如今GPS和北斗定位系统均已经可以利用卫星信号为人们的日常生活提供相对高精度的室外定位与导航服务,在军事领域两者能提供的定位精度更高。由于卫星信号在穿过钢筋混凝土结构时会导致信号强度急剧下降,使其无法提供完整有效的定位信息,因此GPS和北斗定位系统并不适用于室内场景。时至今日,研究人员依旧没有寻找到一种能够在各种室内场景下均适用的定位技术,如何做到投入成本低廉并且定位精度高是室内定位领域的热门研究课题。受生物学中信鸽、龙虾等生物利用地磁场进行方向辨识与导航的启示,人们逐渐发现并研究了一种利用地球磁场进行室内定位的技术。地磁室内定位技术不依赖于任何基础设施设备,无区域场所限制,具有低成本高精度等优势,逐渐成为室内定位领域备受瞩目的新兴技术。本文在对室内磁场环境和地磁室内定位技术研究基础上,首先设计了一款基于Android移动平台的地磁信号采集器,可以简单便捷地实现对室内地磁信号的感知与获取。利用该地磁信号采集装置,分别从稳定性和区分度两个角度验证了室内场景下的地磁场作为定位载体的可行性,后续通过对比五种常见的空间插值算法的优劣性选用克里金插值算法将采集到的地磁数据形成间隔为0.1m的地磁数据库,并绘制出室内地磁基准图。其次通过分析现有常用地磁匹配算法得知粒子滤波算法存在粒子退化问题,虽有部分研究人员通过引进重采样的方法降低粒子退化的现象的发生,但该方法由此会也带来粒子得多样性不足等问题。本论文将迭代无迹卡尔曼滤波算法与RTS平滑算法融合产生重要性概率密度函数,并利用MCMC算法中的M-H采样算法对抽样产生的粒子进行优化处理,得到改进后的RUPF-MH算法,该算法能降低“粒子退化”,提高粒子的多样性,使其可以更好地适应地磁室内定位的场景需求。最后本论文设计了一个基于Android智能手机的地磁室内定位系统,并分别对待定位用户客户端和后台处理服务器端各自包含的模块进行了详细设计分析。在定位系统的设计过程中为提高地磁匹配算法的收敛速度,在定位系统中选用二维HV地磁指纹存储匹配模型;为提高定位精度,在定位系统中引入了航迹推算定位技术,并在步态检测部分提出了时间间隔检测和动态阈值的方法。通过实验分析,验证了整个地磁室内定位系统设计的可行性和合理性,经测试平均定位精度为2米,能为用户提供日常性的室内定位服务。另外,通过该系统也验证了选用二维HV地磁存储匹配模型以及在地磁定位场景下,对粒子滤波算法改进的有效性和优越性。