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随着社会的不断发展，城市中建筑物的结构越来越复杂，火灾的类型也变得越来越多样，这对事故救援中消防单兵的能力提出了越来越高的要求。而目前应用最广泛的GPS定位系统无法实现室内消防单兵的定位，所以必须开发出一种高效可靠的消防单兵室内定位系统。本文以消防单兵的实际应用为依托，针对目前消防单兵室内定位系统存在的问题，设计了一种基于MIMU的消防单兵室内定位系统，该系统包括导航定位算法、上位机软件系统以及定位装置硬件，本文的主要研究内容如下：
本文以MIMU为主要研究对象，首先介绍了室内定位相关技术和单兵室内定位系统的研究发展现状，针对火场的特殊情况和单兵室内定位系统价格昂贵的问题，提出了采用低成本的MIMU传感器进行室内定位研究。
研究了基于MIMU的捷联惯性导航系统的相关理论知识，确定了本文采用基于传统惯性导航算法的零速修正算法。研究了零速修正算法中步态原理和零速检测原理，针对传统零速检测结果误差较大的问题，采用了广义似然比检验法进行零速检测，并进行了试验验证。然后研究了卡尔曼滤波算法的基本原理，在惯性导航算法的基础上，结合零速修正算法设计了一种基于零速修正辅助的卡尔曼滤波器，并通过大量试验验证了该滤波器可以有效的对位置、速度、姿态误差进行校正，同时具有较高的定位精度。
研究了LabVIEW、MATLAB以及MySQL三种软件之间的数据接口技术，创新性地提出了一种基于LabVIEW、MATLAB以及MySQL混合编程技术的数据实时处理方法。然后以LabVIEW软件为主体，由MATLAB对定位算法进行编写和封装，最后基于虚拟仪器技术设计并开发了基于MIMU的消防单兵室内定位系统上位机软件。
设计了一种低成本消防单兵室内定位系统的定位装置，该定位装置由MIMU模块、无线通讯模块和供电模块组成，并绘制了定位装置的电路图，焊接了定位装置电路板。设计并加工出了定位装置的整体外壳，完成了定位装置的整体安装及调试。
本文最后对系统整体功能进行了测试，测试结果表明定位装置各项功能都满足要求，电池续航时间可达2.5小时，空旷地带数据传输距离不大于2200米，同时具有较好的穿透性；上位机软件的测试结果表明其数据采集、解析、存储和处理功能均满足应用要求；然后经过实景模拟测试验证了本系统性能稳定可靠，实现了消防单兵室内定位的目标，具有较高的实际应用价值。
本文以MIMU为主要研究对象，首先介绍了室内定位相关技术和单兵室内定位系统的研究发展现状，针对火场的特殊情况和单兵室内定位系统价格昂贵的问题，提出了采用低成本的MIMU传感器进行室内定位研究。
研究了基于MIMU的捷联惯性导航系统的相关理论知识，确定了本文采用基于传统惯性导航算法的零速修正算法。研究了零速修正算法中步态原理和零速检测原理，针对传统零速检测结果误差较大的问题，采用了广义似然比检验法进行零速检测，并进行了试验验证。然后研究了卡尔曼滤波算法的基本原理，在惯性导航算法的基础上，结合零速修正算法设计了一种基于零速修正辅助的卡尔曼滤波器，并通过大量试验验证了该滤波器可以有效的对位置、速度、姿态误差进行校正，同时具有较高的定位精度。
研究了LabVIEW、MATLAB以及MySQL三种软件之间的数据接口技术，创新性地提出了一种基于LabVIEW、MATLAB以及MySQL混合编程技术的数据实时处理方法。然后以LabVIEW软件为主体，由MATLAB对定位算法进行编写和封装，最后基于虚拟仪器技术设计并开发了基于MIMU的消防单兵室内定位系统上位机软件。
设计了一种低成本消防单兵室内定位系统的定位装置，该定位装置由MIMU模块、无线通讯模块和供电模块组成，并绘制了定位装置的电路图，焊接了定位装置电路板。设计并加工出了定位装置的整体外壳，完成了定位装置的整体安装及调试。
本文最后对系统整体功能进行了测试，测试结果表明定位装置各项功能都满足要求，电池续航时间可达2.5小时，空旷地带数据传输距离不大于2200米，同时具有较好的穿透性；上位机软件的测试结果表明其数据采集、解析、存储和处理功能均满足应用要求；然后经过实景模拟测试验证了本系统性能稳定可靠，实现了消防单兵室内定位的目标，具有较高的实际应用价值。