随着移动通信技术的快速发展和用户对于安全性的迫切需要，移动台定位已经成为3GPP以及3GPP2必须支持的业务，但是目前的定位技术还不能满足室内定位与室外定位相结合，实现无缝、高精度、实时性好的定位的要求，为此本文对蜂窝网定位及其与GPS相结合的混合定位导航进行了研究。 论文介绍了定位导航的基本概念和原理，并对现有的多种系统进行了分析，通过了解国内外相关研究现状，对无线定位的物理原理进行了论述，并在相应数学模型下对TOA/TDOA定位的多种算法进行了分析，并引入了GPS定位解算中的Bancroft算法。然后对影响定位精度的主要因素进行了深入分析，并将其归纳到不同的误差源，发射机、传播路径、接收机和解算算法。在分析了3GPP定位网络的物理和逻辑结构、接口和信令的基础上，分别介绍了GSM和CDMA网络的标准定位方法，尤其对其中的OTDOA-IPDL的定位原理和改进方式进行了详细分析。 对GPS/蜂窝网混合定位的典型系统gpsOne从原理、网络结构和协议流程、定位方法和优势等方面进行了系统的研究，并得出了完整的数学模型。然后从不同的角度进行了提高无线定位性能的研究：测量单元方面，定量分析了基站数目、基站几何分布结构、测量信号误差对定位的影响，为LMU架设的物理位置和测量数据的选择提供了依据；解算算法方面，研究了Fang算法、Chan算法、Taylor级数算法在典型环境下的性能，并在此基础上提出Fang-Taylor级数算法；动态定位方面，采用扩展的卡尔曼滤波器进行数据处理，并针对单基站NLOS环境进行了算法改进；数据融合方面，通过Bancroft算法对1到3颗卫星时结合蜂窝网测量信息进行三维定位解算；同时对GPS/蜂窝网混合定位提出了两点提高定位性能的设想。研究结果表明，通过优化测量单元结构和测量信息选择，采用改进的Fang-Taylor级数算法可以提高定位的成功率和精度；通过优化的扩展卡尔曼滤波器可以在一定程度上克服NLOS，满足动态定位导航的精度和实时性要求；GPS/蜂窝网数据融合可以提高定位的可靠性，满足室内外定位的要求。