随着社会智能化的推进,我军信息化作战也有序不稳的向前推进。高精度、良好鲁棒性和无基础设施的单兵定位系统是军队、安全人员和急救人员非常需要的。传统的单兵作战单元携带GPS定位时易受信号遮挡及多路径干扰不能定位和MARG自主导航定位误差随时间累积,使单兵作战单元难以有效定位,从而不能准确获得同伴间位置信息,难以形成整体作战力量。考虑到作战过程中士兵均以小组行动,因此提出利用小组单元相互交互定位信息从而实现各个单元高精度定位的方法,这一概念被称为“协同定位”。在单兵协同定位过程中,本文首先分析了单兵导航定位系统、鞋式MARG和UWB及单兵协同定位算法的国内外研究现状。然后对单兵协同定位系统进行了系统需求分析和总体方案设计,以及对鞋式MARG系统传感器进行了MEMS三轴加速度计和MEMS三轴陀螺仪误差建模与补偿,针对MEMS三轴磁传感器干扰磁场提出了一种基于退火算法的椭球拟合参数估计算法,利用估计的参数和最小二乘法进行MEMS磁传感器干扰磁场误差补偿,补偿后的航向角误差在1°以内。其次,详细推导了鞋式MARG姿态、速度、位置信息更新方程,然后利用陀螺信息均方根阈值算法进行零速区间检测以及阐述了UWB测距原理和测距误差源分析。然后提出基于UWB/MARG的单兵协同EKF融合算法,建立系统方程和量测方程,设计了UWB/MARG的单兵EKF零速更新融合算法。进一步对鞋式MARG系统中包括主要传感器的模拟板模块、数字板模块、电源模块、存储模块进行电路设计和UWB测距系统芯片选型及硬件设计与集成。最后对两个单兵协同作战单元进行了仿真实验和半物理试验,仿真实验通过仿真两个单兵直线行走轨迹,实验表明协同定位后最终两个单兵单元定位误差分别占总路程的1.08%和0.87%,其算法具有较高的解算精度;矩形实验表明协同定位能够克服航向角影响,最终终点位置误差为4.44m和2.96m;然后通过半物理试验分析数据和对比,得出本文提出的基于UWB/MARG单兵协同定位融合算法相比单兵MARG系统自主定位解算具有有效性,其误差减少一个数量级,使其位置误差均值精度保持在3m以内。该算法在我军反恐作战、抢险救灾等极端环境下单兵班组协同定位具有一定参考价值。