本發明提供一種室內定位系統,包括光發射端與光接收端。光發射端發送光信號;光接收端包括光傳感器、電子羅盤、處理器。光接收端繞空間一點旋轉至少三個姿態。光傳感器接收光信號數據;電子羅盤采集磁力數據和加速度數據;處理器從光信號數據中計算得到至少三個光強值,從磁力數據和加速度數據中計算得到磁力校正參數以及至少三個航向角,并計算光傳感器每個姿態時的單位法向量;處理器利用光強模型,根據所述至少三個光強值及對應的單位法向量建立方程組,求解所述光接收端的坐標值。本發明還提供了一種室內定位手機及其室內定位方法,通過集成光、磁、加速度傳感器,滿足室內定位的應用要求,定位精度高,穩定性好,成本較低。