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现今，基于位置的服务(LBS)日常需求越来越明显。室外定位服务的发展已经相对成熟，在室内环境下的定位服务却不尽人意，依旧是当下最值得研究开发的领域之一。 在现有的室内无线定位的研究中，使用全向天线定位技术占多数，而利用定向天线定位的研究鲜有。全向天线的信号覆盖范围大且定位算法设计更加方便，但也易受多径效应，同信道干扰等影响。相比全向天线定位，定向天线的发射信号具有方向性，能够抑制干扰信号的同时克服全向天线多径干扰比较严重的问题，为室内无线定位提供了一种新的问题解决思路。本文通过对室内定位的研究分析，深入研究了基于定向天线的室内定位算法和定位系统，在已有的定向定位研究的基础上，提出了两种基于定向天线的室内定位算法。 针对定向定位的实时定位和定位精度问题，本文将指纹算法与到达角度算法(AOA)相结合，提出一种基于定向天线的信号强差定位算法。单个定向天线信号强度分布为距离不变时角度变量与信号强度近似满足抛物函数关系;利用带有两个相互垂直定向天线的节点作为参考节点，未知节点所获得参考节点两定向信号强度差值，距离不变时角度变量与信号强差近似满足线性关系。未知节点通过两种函数关系实现自身定位，并且提出了最大密度(LD)的方法对定位结果进行误差改进，仿真实验结果表明，该算法不仅能快速对目标进行定位而且具有较高的定位精度。 针对信号强差定位算法的定位范围和定位节点存储容量的局限，本文又提出一种正交天线指纹定位算法。该算法是通过一个正交天线阵列实现，未知节点接收来自同个参考节点发送的四个不同的定向信号来对自身进行定位估计。在原算法的基础上，引入信号强差定位算法所提出的信号强度差值线性函数关系，提出点阵子集和弧线子集两种指纹匹配子集筛选方法，并且对指纹数据库创建从指纹距离步长和角度间隔两方面进行优化分析。实验仿真结果显示，该方法能扩大定位范围的同时保持着较高的定位精度。