随着科技和智慧城市的发展,传感器和计算单元不断小型化,移动设备的大量使用增加了人们对位置信息的需求,也促进了基于位置服务行业的发展。全球导航定位系统在室外环境中的定位精度很高,但在室内环境中由于卫星信号覆盖不佳而无法正常定位。人类常居于室内,室内定位技术可应用于医疗保健、职能管理和应急抢险等领域,能为生活提供诸多便利,提高人类生活质量。由于室内环境复杂,基于无线信号的室内定位技术易受环境影响,且需要安装定位的基础设备,方法复杂,成本高昂。随着微机电技术的发展,基于微机电系统（Micro Electro Mechanical Systems,MEMS）的惯性测量单元（Inertial Measurement Unit,IMU）成本低、体积小且使用广泛,是室内定位技术实现、应用和推广的不二之选。针对目前基于MEMS-IMU的室内定位技术中存在的定位误差累积、航向漂移和定位系统高度通道发散等关键问题,本文从行人步态特征、姿态更新滤波算法和行人导航系统的高度通道展开研究,主要的研究内容如下:（1）针对二维惯性导航定位中的误差累积和航向漂移问题,研究了一种基于低成本IMU的室内定位方法。首先基于行人步态特征,针对固定阈值的零速检测算法在复杂步态下检测准确率低的问题,设计了一种自适应零速检测算法;然后通过改变Mahony滤波算法中PI控制器的工作方式,提高姿态解算的准确度;最后通过陀螺仪Z轴角速度数据判断行人转向,校正行人航向。（2）针对三维惯性导航中高度通道发散和航向漂移的问题,研究了一种基于EKF多传感器信息融合的三维室内定位方法。首先提出了一种Mahony滤波和EKF融合的滤波算法。该算法舍弃常用的启发式航向限制算法,通过行人姿态的另一表现形式加速度校正航向,利用Mahony滤波得到的加速度与捷联惯导算法解算的加速度之差作为行人加速度误差量,以加速度信息校正航向。然后基于零速检测算法,得到行人速度和角速度误差量,以减少误差累积。再加入气压计,通过修正气压计输出和IMU高度输出,将二者高度作差,得到行人高度误差量,提高系统高度通道输出的稳定性。最后基于EKF融合各传感器信息,更新行人位置和姿态。通过室内直线行走、不同速度的矩形路径、上下楼梯和平地与上下楼梯等不同场景的实验,结果表明,本文定位系统有效降低了误差累积,减少航向漂移,提高了定位精度。