3D 地图辅助 GNSS (3DMA) 用于智能手机与物联网

本项目用 3D 城市模型、Skymask 匹配、轻量光线追踪,在智能手机级 / IoT 级接收机上改善 GNSS 定位与可靠性评估 —— 这些消费级设备最容易定位失败,因为它们承担不起昂贵的板载感知。城市环境不仅是障碍,它可以变成信号预测、NLOS 检测、多径建模、完好性感知定位的先验信息,而且能跑在手机硬件的算力、功耗、内存预算之内。

为什么重要。 全球绝大多数 GNSS 用户口袋里只装一台廉价单频接收机。手机是占主导的城市定位平台,而原生手机 GNSS 在密集城市极不可靠。3DMA GNSS 把已知的 3D 城市模型变成可被手机使用的测量辅助 —— 这是实验室时间跨度最长的产业合作的基础。

经费来源。

• 华为 —— 长期合作研究伙伴,涵盖 3DMA GNSS、深度集成、室内定位、协同 GNSS、移动设备多传感器融合(自 2018 起,框架下 9+ 子合同)
• ITF-ITSP —— 面向香港智慧城市的 AI 辅助智能手机城市定位,HK$801k(PI, 2024)

产业合作 —— 谷歌 Android 定位组。 许立达教授曾任谷歌山景城 Android 定位组访问研究科学家,驻地 20 个月(2022–2023),从事基于 FGO 的智能手机定位。合作延续到 2024 年 8 月给 Pixel 组的演讲,以及 IPNL 与 Android 定位组在因子图智能手机 GNSS 上的持续交流。

其他产业合作伙伴。 华为车 BU、OPPO、AIROHA(台湾)、联发科(台湾)、NYU Langone Medical Center(自 2021 年起,3DMA GNSS 用于视障行人导航)。

奖项与影响。 ION/IAG 亚洲城市峡谷定位导航工作组创始主席 —— 智能手机级城市 GNSS 的国际社区组织,源自许教授在东京的博士后 3DMA GNSS 工作。

代表性论文。 3D-mapping-aided PPP-RTK aiming at deep urban canyons(Xin 等, Journal of Geodesy 2022);3D Mapping Database Aided GNSS RTK(Ng, Hsu, IEEE TAES 2021);Grid-based 3DMA GNSS with clustering and Doppler velocity using FGO(Ng 等, Journal of Navigation 2025);FGO-Based Smartphone IMU-Only Indoor SLAM(Bai, Wen, Su, Hsu, IEEE TMC 2024);Adaptive Weighted GNSS/VINS/Wi-Fi RTT-based Seamless Positioning System for Smartphone(Su 等, IPIN 2024);Sky Visibility Estimation Using Satellite Signals for Building Update Detection(Xu Haosheng 等)。

关联项目 —— 面向板载传感器更丰富的高成本自主平台(AV、UAV、机器人): 面向无人机系统与自动驾驶的环境感知 GNSS。