全球卫星导航系统（GNSS）以及与其他传感器的组合系统可提供厘米级甚至更高精度的位置,在精密导航、大地测量、变形监测和地震预警等应用中发挥了重要作用。然而,一般需要使用昂贵的专业测量型设备,才能获得厘米级的高精度定位结果。随着微电子技术发展,现阶段发布的微型化、低成本的消费级GNSS芯片和惯性传感器的性能逐步提升,让人看到了使用低成本传感器进行高精度定位的潜力。智能手机高度集成了消费级GNSS芯片和惯性传感器,为挖掘微型化、低成本传感器高精度定位潜力提供了一个有效的研究平台。据统计,集成消费级GNSS芯片的智能手机几乎占全球GNSS设备的80%,且数量日益增加,蕴含了无限的商业价值和巨大的应用市场。与此同时,大众应用市场以及新型应用产业对高精度定位需求也日益增长,迫切期望分米级乃至厘米级的大众GNSS高精度定位技术保障。然而,现有智能手机GNSS芯片存在载波相位偏差,且内置天线引入了严重的多路径误差,导致其GNSS载波相位模糊度难以固定,定位精度仍裹足在米级,无法满足上述大众应用及新型应用产业发展的需要。因此,本文以大众智能手机为平台,验证其使用的消费级GNSS芯片、天线和惯性传感器进行厘米级高精度定位的可行性,开展大众智能手机GNSS模糊度固定等高精度定位理论和方法研究,分析其GNSS芯片和天线引入的误差特征,并以此提出载波相位偏差改正、多路径抑制和模糊度固定方法,进一步探究智能手机GNSS与加速度计同步集成等方法,以追求更高精度和更高分辨率的定位测速结果,旨在发展GNSS定位以及GNSS/加速度融合定位理论方法,为微型化、低成本的大众高精度定位提供理论方法和技术支持。研究的主要贡献和内容可以概括为以下几个方面。1.系统分析了大众智能手机GNSS观测质量和误差特性,发现了智能手机GNSS载噪比低,且随时间深度衰减和回升,在高仰角时波动频繁,并存在与高度角和方位角相关的局部增益等特点;测定了其伪距噪声和载波相位噪声分别是测量型接收机的2-10倍和2-5倍,且在不同设备、不同系统以及不同频率上存在显著差异;发现了智能手机GNSS存在占空比、“锯齿”状波动载波相位误差、钟不对齐、伪距钟和相位钟不一致等问题;提供了智能手机GNSS伪距和载波相位测量噪声与载噪比的模型参数。2.提出了基于零/短基线的双差相位偏差和频间偏差变化率的事后提取方法,发现了包括Nexus 9、三星Galaxy S8和华为Honor v8在内的智能手机GNSS芯片均存在未对齐的初始相位偏差,以及小米8智能手机GNSS芯片在BDS B1I、Galileo E5a、QZSS L1存在相位偏差,且在GLONASS G1存在相位频间偏差变化率不一致的问题。针对这一问题,提出了基于增益滤波的智能手机GNSS芯片相位偏差实时校正方法,恢复了智能手机模糊度整数特征,实现了厘米级的全星座GNSS模糊度固定解,比单GPS和不改正相位偏差的全星座GNSS的模糊度固定率分别提升了30.4%和99.2%,定位精度分别提升了93.4%和41.8%。3.针对智能手机GNSS内置天线引入的多路径误差问题,提出了一种基于双差无几何组合观测值的随机模型补偿方法,实现了智能手机内置天线时的静态和动态相对定位模糊度固定,固定率比经典的高度角模型和载噪比模型的分别提高了近50%和30%,定位精度提升到了厘米级。在此基础上,提出了一种联合随机模型补偿和函数模型改正的多路径抑制方法,在兼顾随机模型补偿方法优点的同时,还基于多路径时间相关性,实时估计多路径改正数并对函数模型进行改正,进一步提升了智能手机在静态定位中的模糊度固定效率和定位性能。4.以智能手机为平台,开展了消费级GNSS芯片和加速度计高精度宽频带定位测速应用研究,提出了一种智能手机加速度计与GNSS同步集成方法,实现了智能手机的GNSS/加速度组合亚厘米级的高精度宽频带位移测量。并在此同步集成的策略上,进一步提出了一种基于星间单差的单站GNSS/加速度紧组合定位测速方法,通过引入星间差分解决了智能手机的GNSS伪距和相位钟不一致、相位生成时间不对齐等问题,在不需要基准站和额外产品的前提下,可实现单站厘米级的宽频带位移和速度测量。