易丁：让高精度卫星导航从专业设备走向大众终端

“高精度定位是否一定要建立在昂贵且复杂的专业设备之上，能否借助更轻便、更普及的终端实现类似能力？”

把来自两万公里之外的卫星信号，更有效地转化为服务国家和社会发展的技术力量。

      如果要问我的卫星导航之路从什么时候开始，我想应该要追溯到武汉大学的一间课堂。2012年，我进入武汉大学测绘学院读本科。本科期间，我有幸聆听宁津生、刘经南等多位院士讲授的《测绘学概论》。他们从国家战略的高度介绍了测绘科学的发展，从大地测量到卫星导航，再到未来的时空信息服务体系。那时候我第一次意识到，原来测绘不仅仅是传统意义上的测量与制图，更是一项支撑国家空间信息基础设施的重要技术。

      后来在专业课程中，我又学习了王甫红老师的《卫星轨道基础》和张小红老师的《GPS测量与数据处理》。当第一次看到通过卫星定轨、卫星信号计算地面位置的数学模型时，我被这种“从太空解算地面位置”的思想深深吸引。卫星在两万公里之外运行，而我们却可以利用它们发出的信号计算出地面的位置，这种跨越空间尺度的技术让我产生了浓厚的兴趣。

      本科毕业后，我赴德国斯图加特大学攻读硕士，并在德国航空航天中心（DLR）的导航所完成硕士毕业论文。DLR是欧洲非常重要的卫星导航研究机构之一。在那里，我参与了一个与Vulnerable Road Users（弱势交通群体）相关的研究项目。项目的目标是利用高精度卫星导航技术，为行人、自行车骑行者等交通参与者提供更加安全的导航与避障能力。

      那段时间我深度参与了他们的实验系统和算法验证，也接触到了很多先进的导航设备和技术。但随着实验的不断推进，我心中逐渐产生了一些困惑。在许多实验中，为了获得高精度的定位结果，研究人员需要依赖专业级GNSS接收机以及高性能天线。虽然这类设备具备卓越性能，但往往体积较大、部署复杂。每次实验时，测试人员往往需要背着一整套设备：接收机、天线、电池和数据记录系统。

      这让我开始思考：高精度定位是否一定要建立在昂贵且复杂的专业设备之上，能否借助更轻便、更普及的终端实现类似能力？现实生活中的行人，怎么可能每天背着这样一套设备出门？如果一项导航技术只能在实验环境中工作，无法真正进入普通人的生活，其实际价值终究是有限的。就在我对未来研究方向迷茫之际，一次偶然的机会改变了我的轨迹。

图 1 易丁前往德国亚琛出差时与DLR导航所全组人员合影
 

图2 碰撞预警实验设备

      2018年，我很幸运地收到了来自加拿大约克大学地球空间科学与工程系 Sunil Bisnath 教授的面试邀请。约克大学在卫星导航与空间工程研究方面有良好的学术积累，Sunil 教授本人更是高精度GNSS定位与精密单点定位（PPP）领域的重要学者之一，在国际学术界享有较高声誉。坦白说，当时我内心十分忐忑，因为那时我还在攻读硕士学位，甚至还没有发表过一篇正式的学术论文，但那次面试的过程完全出乎我的意料。Sunil 教授并没有一开始就问我复杂的学术问题，而是耐心地听我讲在德国做实验时的困惑、对卫星导航未来发展的思考，以及为什么我认为高精度导航应该走更大众化的方向。

      聊到最后，他突然问了我一个很简单的问题：“为什么想来多伦多？”我当时有点紧张，又有点不好意思地回答：“因为我很喜欢多伦多猛龙队。”没想到他听完直接笑了，说了一句：“那你过来吧。”就这样，我获得了前往约克大学攻读博士的全额奖学金机会。在约克大学完成博士和博士后研究之后，我曾经再次问起Sunil 教授，为什么当初如此信任我。他笑了一下说，当时觉得我对学术充满热情，同时对生活也充满热情，而且他自己也是猛龙队球迷。某种意义上，正是这样一个小小的机缘，让我来到了加拿大，开始了新的科研旅程。

图3 约克大学与 EUSPA HAS 项目合作的官方网站

      在约克大学的七年时间里，Sunil 教授始终是我亦师亦友的引路人。他不仅营造了平和宽松的科研环境，也给予学生充分的信任与自由，这种开放而包容的培养方式对我的学术成长产生了深远影响，也让我逐渐理解，好的科研指导不仅仅是知识与方法上的传授，更是一种面向长远发展的支持、鼓励与引导。Sunil 教授经常和我说，做学术一定要保持耐心。刚开始读博士的时候，我也曾因为论文进展慢而焦虑，特别是很多国内的同学在硕士阶段就已经发表了不少文章。有一次我向他表达这些困惑，他说了一句让我印象非常深刻的话：“科研就像一场马拉松，关键不在于一开始谁跑得更快，而在于谁能够一直跑下去。”他还常常提醒我，不要急于发表论文，质量永远比数量更重要，如果要做一篇文章，就应该像篮球里的 slam dunk 一样，真正有力量、有价值。

      在约克大学期间，我们课题组是较早开展智能手机高精度导航研究的团队之一。随着智能手机逐渐开放GNSS原始观测数据，我们开始探索如何利用普通手机实现高精度定位。与此同时，我们课题组作为欧洲航天计划局（EUSPA）Galileo高精度服务（HAS）项目的合作伙伴，也较早接触到了 Galileo HAS 星基增强服务。HAS可以通过卫星广播高精度轨道和钟差改正信息，使得用户无需依赖地面基准站和网络系统，也能够在全球范围内实现高精度定位。此外，我们还深度参与了和华为、海克斯康-诺瓦泰（Hexagon-NovAtel）等公司的多个合作项目，将相关算法和技术进一步结合实际应用场景进行验证。

      那一刻我第一次强烈地感受到，自己所做的研究不再仅是论文里的算法，更与国际导航系统的发展、政策规划以及产业应用紧密结合。如果说过去高精度定位更多依赖昂贵的专业设备，那么像智能手机芯片的星基增强技术的发展，则正在推动将低成本终端接入全球实时高精度定位服务的新模式。

图4 车载实验车辆及其设备平台

图5 车内智能手机定位测试

      除了 Sunil 教授之外，王建国教授也是我在约克大学的重要导师之一。在科研之外，他对我的生活和职业规划非常关心。很多时候我们聊天的话题并不只是科研，他经常给我讲老一辈测绘人的奋斗经历以及中国卫星导航事业的发展历程。他常常提醒我，如果未来回国发展，一定要逐渐形成自己的研究方向，而不是简单延续导师的研究课题。

图6 手机组合导航论文荣获2023年美国导航年会ION GNSS+最佳学生论文奖项
 

图7 相关成果被国际知名导航杂志 INSIDE GNSS 作为封面文章报道

      回看这一路，从武汉大学的课堂，到德国DLR的实验室，再到加拿大约克大学的研究团队，我逐渐找到了自己真正想长期投入的方向：如何让高精度卫星导航从专业设备走向大众终端，让更多人能用到可靠稳定的高精度定位服务。

      在海外求学与科研期间，我也和中山大学遥感科学与技术学院的相关老师保持学术交流。围绕卫星导航技术的发展动态、关键问题以及我国北斗系统的未来趋势，我们进行了多次深入探讨，这使我持续关注国内相关领域的研究进展。我意识到，自己这些年积累的研究方向，恰恰与学院未来的发展布局以及粤港澳大湾区的产业需求高度契合。近年来，低空经济、智慧交通和无人系统等新兴领域快速发展，对低成本、高可靠的高精度定位技术提出了越来越迫切的需求。而智能手机导航、低成本终端定位以及星基增强服务，正是可以在这些领域发挥重要作用的关键技术。

      正是在这样的背景下，我回国发展的想法愈发坚定。既然自己所从事的研究能够与国家战略需求和区域发展方向相契合，我更应当将相关工作真正投入到最需要它、也最能发挥其价值的地方。基于这样的信念，我坚定地选择回国，加入了由钟敏教授和冯伟教授带领的中山大学遥感科学与技术学院重力遥感与导航团队，希望将这些年在海外积累的研究经验，投入到国内卫星导航技术的发展与应用中。

      对我而言，从海外回到国内不只是一次简单的工作环境转换，更意味着将这些年在不同国家和实验室积累的研究经验，带回到新的学术环境中继续探索。未来，无论是在低空经济、智能交通，还是大众化高精度导航服务等方向，我都希望能够和老师、学生们一起，把来自两万公里之外的卫星信号，更有效地转化为服务国家和社会发展的技术力量。

作者简介

      易丁，中山大学遥感科学与技术学院副教授，博士生导师，同时担任加拿大约克大学地球空间科学与工程系兼职导师（Adjunct Member）。主要从事卫星大地测量和高精度导航的研究，服务于低成本组合导航，GNSS电离层监测与建模，以及星基定位增强服务等应用领域，作为主要负责人参与了与华为公司、欧洲航天计划局（EUSPA）、海克斯康-诺瓦泰（Hexagon-NovAtel）等多个国际项目的合作。目前是国际大地测量协会（IAG）多个工作组成员并担任 Journal of GPS 期刊编委，在 GPS Solutions、IEEE Internet of Things Journal 等国际知名期刊和会议上发表论文17篇。

研究方向

      主要聚焦下一代低成本智能组合导航在复杂环境下的高精度定位理论与方法，重点开展智能手机与低成本GNSS接收机的精密定位技术、GNSS/IMU多源信息融合导航、电离层监测与建模、以及星基增强服务在大众化高精度定位中的应用研究，为低空经济、智能交通与智慧城市等领域提供高可靠的PNT（定位、导航与授时）技术支撑。

最新成果

      近年来，易丁在智能手机高精度定位与低成本组合导航领域取得了一系列研究进展。其中一项研究发表于 IEEE Internet of Things Journal 期刊（DOI: 10.1109/JIOT.2025.3545816）。该研究提出一种融合 Galileo 高精度服务（HAS）改正数与迭代精密单点定位（Iterative PPP）算法的智能手机高精度定位方法。通过利用 Galileo HAS 提供的高精度轨道与钟差改正信息，并结合迭代PPP处理策略，有效缓解了智能手机观测噪声大、周跳频繁等问题。实验结果表明，该方法能够显著提升智能手机定位性能，并在实际道路场景中实现亚米级车道径向导航精度和99%的车道级导航准确率。

      此外，另一项研究发表于 GPS Solutions期刊（DOI: https://doi.org/10.1007/s10291-024-01689-5）。针对智能手机在复杂环境下GNSS观测不稳定的问题，该研究提出一种融合GNSS与IMU传感器的组合导航方法。该方法通过协同利用 Galileo HAS 改正信息与广播星历参数，在改正数可用性受限或环境复杂条件下，联合使用包括北斗在内的 GREC 四星座GNSS观测值。实验结果表明，该方法能够在城市复杂环境中有效提升智能手机定位精度与鲁棒性，为低成本终端高精度导航、智能交通以及低空无人系统应用提供了新的技术路径。

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