基于位置的服务现在已经广泛应用于人们生活的方方面面,主要领域包括导航、广告、游戏、个人跟踪、生活服务和公共安全等方面。而如机场等定位设备部署受限的特殊场景,定位设备只能部署在机场航站楼,这对基于位置的服务提出了更加严苛的要求。Wi-Fi定位设备现有设备较多、部署方便且占用空间较小,能满足设备受限下定位的需求。而且Wi-Fi定位技术可以采集机场环境中各种Wi-Fi设备的信息并进行分析,不需要安装其他定位设备就可以实现方便精确的方向定位。因此本文针对定位设备部署受限的场景尤其是机场环境中的定位系统算法的设计与实现进行了研究,设计并使用了适用于部署受限情况的定位数据采集系统、Wi-Fi定位算法和Wi-Fi信号探测定位方案。其中Wi-Fi定位算法可用于机场中的人员或车辆的二维平面定位,Wi-Fi信号探测定位可用于飞机上通信设备在三维空间内的方向定位,这两个功能相互补充。在对定位数据采集系统进行的研究中,本文对定位设备部署受限的条件下Wi-Fi定位和信号探测的目标以及相应的特点进行了分析,设计了以球形天线阵列为中心的定位数据采集系统。所设计的球形天线阵列包括天线单元和球形阵列结构的设计,其中天线单元为微带贴片定向天线,具有单向辐射特性好、成本低和增益稳定的优点。而球形阵列结构可以反映三维空间内的电磁波传输特性,并且在定位区域只需要部署一套设备就可以满足定位数据采集需求,能很好的满足部署受限的要求。仿真和测试结果表明,设计的定位数据采集系统能够满足设备部署受限时Wi-Fi数据收集的需求。在对设备部署受限下Wi-Fi定位算法的研究中,本文分析了定位设备部署受限情况下的场景特性和球形天线阵列的结构,对Wi-Fi定位算法问题进行了研究。对现有的K最近邻指纹匹配算法进行了优化,提出了结合球形天线阵列上电磁波入射角度的IA-KNN(Incident Angle K-NearestNeighbor)指纹匹配算法。IA-KNN算法和四种对比算法均使用球形天线阵列数据采集系统在两个真实场景采集数据集并进行仿真和结果对比。实验结果表明IA-KNN算法的累积分布函数在较小误差的概率更高,说明定位精度较高;提出算法的平均定位误差和均方根误差更低,说明算法的精确度和稳定性更好;而且IA-KNN算法的复杂度较低,鲁棒性较好。在对机场部署环境下Wi-Fi信号探测定位的研究中,本文对机场环境中Wi-Fi信号传输的特点以及Wi-Fi信号探测定位的目标进行了分析,对复杂电磁环境中Wi-Fi信号探测和定位等问题进行研究。设计出了以探测数据采集、协议数据转换、信号融合分类和方向定位算法的Wi-Fi信号探测定位方案。主要用于确定机场环境中Wi-Fi信号设备的具体方向,为目标传输设备规划最佳的Wi-Fi波束方向,提高机场内无线数据交换的速度。在东营职业学院机场进行实际实验,将提出的方向定位算法和对比算法进行了对比,实验结果表明提出算法的精确度较高。此外还测试了提出方案的最大探测距离,说明本章提出方案具备较好的实用性。