惯性定位技术在导航、地下勘探以及通信等领域有着极其广泛的应用。目前的定位技术主要是凭借接收GPS数据来实现对物体的定位,它具有定位精确度高、定位误差稳定和定位误差不会积累等优点,但是当定位系统处于接收不到GPS信号的盲区位置时,系统将不能有效的完成导航功能。针对这种问题本文提出了基于传感器的三维惯性定位系统,用来对GPS覆盖不到的区域进行定位补偿。本文首先通过九轴运动传感器JY901B来采集运动物体的三轴加速度、三轴角速度以及三轴磁场强度,并通过蓝牙将数据发送到Android智能终端上。然后利用角速度求出四元数,并利用四元数对加速度进行坐标系的转换。将加速度的数据进行积分计算出速度,再对速度的值进行积分从而计算出位移。最后利用磁场强度数据求出的旋转角度将最终的位移方向转换到地理坐标的方向上去。在惯性定位系统中,为了降低系统中的随机误差和积累误差,系统采用Kalman滤波对原始数据中的随机误差进行处理,并提出了基于零相滤波的误差补偿算法对积累误差进行补偿。并在安卓平台上采用OpenGL ES重建物体在三维空间中的运动轨迹,从而实现了对运动物体的定位。惯性定位系统开发完成之后,本文设计了相应的实验方案,对系统的性能进行验证。实验表明本文设计的惯性定位系统能够实现对低速运动物体在三维空间中的定位。