3D 地圖輔助 GNSS (3DMA) 用於智慧型手機與物聯網

本項目用 3D 城市模型、Skymask 匹配、輕量光線追蹤,在智慧型手機級 / IoT 級接收機上改善 GNSS 定位與可靠性評估 —— 這些消費級設備最容易定位失敗,因為它們承擔不起昂貴的板載感知。城市環境不僅是障礙,它可以變成訊號預測、NLOS 偵測、多徑建模、完整性感知定位的先驗資訊,而且能跑在手機硬體的算力、功耗、記憶體預算之內。

為什麼重要。 全球絕大多數 GNSS 使用者口袋裡只裝一台廉價單頻接收機。手機是占主導的城市定位平台,而原生手機 GNSS 在密集城市極不可靠。3DMA GNSS 把已知的 3D 城市模型變成可被手機使用的測量輔助 —— 這是實驗室時間跨度最長的產業合作的基礎。

經費來源。

• 華為 —— 長期合作研究夥伴,涵蓋 3DMA GNSS、深度整合、室內定位、協同 GNSS、行動設備多感測器融合(自 2018 起,框架下 9+ 子合同)
• ITF-ITSP —— 面向香港智慧城市的 AI 輔助智慧型手機城市定位,HK$801k(PI, 2024)

產業合作 —— 谷歌 Android 定位組。 許立達教授曾任谷歌山景城 Android 定位組訪問研究科學家,駐地 20 個月(2022–2023),從事基於 FGO 的智慧型手機定位。合作延續到 2024 年 8 月給 Pixel 組的演講,以及 IPNL 與 Android 定位組在因子圖智慧型手機 GNSS 上的持續交流。

其他產業合作夥伴。 華為車 BU、OPPO、AIROHA(台灣)、聯發科(台灣)、NYU Langone Medical Center(自 2021 年起,3DMA GNSS 用於視障行人導航)。

獎項與影響。 ION/IAG 亞洲城市峽谷定位導航工作組創始主席 —— 智慧型手機級城市 GNSS 的國際社群組織,源自許教授在東京的博士後 3DMA GNSS 工作。

代表性論文。 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)。

關聯項目 —— 面向板載感測器更豐富的高成本自主平台(AV、UAV、機器人): 面向無人機系統與自動駕駛的環境感知 GNSS。