牛小骥
一、个人简介
牛小骥，男，1973年生于西安，武汉大学卫星导航定位技术研究中心教授，惯性导航与组合导航学科带头人，清华大学本科（优秀毕业生）和博士（直博生），加拿大卡尔加里大学博士后，曾任美国SiRF公司上海研发中心高级研究员。长期从事惯性导航和GNSS/INS组合导航技术研究与应用探索。
主持国家重点研发计划课题1项，自然科学基金面上项目2项，以及横向应用课题多项。指导研究生多次获得美国导航学会（ION）优秀学生论文奖、IPIN国际室内定位比赛冠军、京东自动驾驶大赛全球总冠军、全国研究生电子设计大赛一等奖等国内外学术奖项。累计发表学术论文近200篇；获批国家发明专利30余项，美国专利2项。
导航是一门古老而年轻的技术。经历了冷战时期异乎寻常的高速发展以及近年来GNSS技术和低成本惯性器件的推动，今天的导航技术凝聚了人类智慧，逐步逼近工程技术的极限，令人由衷地赞叹和神往。低成本的GNSS芯片和微机械（MEMS）惯性器件使得曾经高大上的导航技术走下神坛，甚至被集成在智能手机和智能穿戴设备中，逐渐进入我们生产生活的每个角落，变得无处不在。自动驾驶、物联网、机器人等当前人类社会发展的几大趋势，无一例外地需要高性能导航作为支撑，连续、可靠、精确定位导航是智能时代亟待解决的核心技术难题之一。
我们的团队i2Nav（Integrated & Intelligent Navigation）实验室成立于2010年初，团队起步于惯性导航和GNSS/INS组合导航，并不断向新兴导航技术领域拓展。实验室的研究工作以需求为导向，以解决卡脖子问题为目标，以把论文写在祖国的大地上为宗旨。经过十多年的持续发展和积累，惯性导航、GNSS/INS组合导航、深组合等研究成果逐步成熟，并走向产业化应用；室内定位、视觉定位、机器人导航等新方向研究不断深入，将为自动驾驶和智能无人系统提供精确可靠的定位导航服务。i2Nav实验室具有丰富的国家科研项目和企业应用项目经验，大量研究成果实现了产业化应用。我们培养的毕业生主要进入高校、华为、阿里、腾讯、大疆等单位工作。
欢迎求真务实的同行与我们联系，共同开展交流合作。也欢迎基础扎实、踏实勤勉的青年学子加入我们的团队。
二、教育与工作经历
2010年3月 – 至今：教授
· 武汉大学卫星导航定位技术研究中心
· 研究方向：惯性导航和GNSS/INS组合导航
2007年2月－2009年2月：Senior Scientist（高级研究员）
· Advanced Technologies Dept., Shanghai SiRF Technology Co.,Ltd.
· 上海掌微电子技术有限公司先进技术部
· 负责惯性辅助的GPS导航方案研究和产品开发
2003年2月－2007年2月：Post Doctoral Fellow（博士后）
· Mobile Multi-Sensor System (MMSS) Research Group (Supervised by Dr. Naser El-Sheimy, professor and Canada Research Chair, CRC)
· Department of Geomatics Engineering, The University of Calgary, Canada
· 加拿大卡尔加里大学测绘工程系移动多传感器教研组
· 导师：Dr. Naser El-Sheimy, 教授，加拿大移动测绘系统首席科学家
1997年9月–2002年12月：博士生（直博）
· 清华大学精密仪器系导航与控制教研组。导师：高钟毓教授
· 博士论文：“微机械姿态测量单元及其用于卫星电视天线稳定的研究”
1992年9月–1997年7月：本科 (优秀毕业生)
· 清华大学精密仪器系
· 清华大学自动化系(第二学位)
三、研究项目
1. 国家重点研发计划课题：“高精度室内定位前沿技术研究”（2016YFB0502202），1147.5万，2016.07-2022.12，课题负责人
2. 国家自然基金面上项目：“带有辅助信息的惯性导航（A-INS）用于精密工程测量的理论与方法研究”（41674038），68万，2017.01-2020.12，项目负责人
3. 国家自然科学基金面上项目：“GNSS/INS深组合系统中载波跟踪性能与IMU误差之间映射关系的理论与方法研究”（41174028），60万，2012.01-2015.12，项目负责人
4. 横向项目：“磁场室内定位技术合作项目”，75万，2020.04~2021.03，项目负责人
5. 横向项目（高德软件有限公司）：“手机VDR融合定位技术开发”，50万， 2020.03~2020.10，项目负责人
6. 横向项目（上海汽车工业科技发展基金会）：“多源传感器融合定位（相机、GPS、IMU）”， 50+40万 ，2018.08~2019.12，项目负责人
7. 横向项目（华为创新旗舰项目）："低成本高可靠亚米级多源融合车载组合惯导技术项目"，91万，2015.12-2017.12，项目负责人
8. 横向项目（武汉梦芯科技有限公司）：“GNSS/INS组合导航项目技术咨询和服务协议”，35万，2016.12~2017.12，项目负责人
9. 横向项目（无锡卡尔曼导航技术有限公司）：“农机自动驾驶仪GNSS/INS组合导航算法开发”，45万，2016.6~2016.12，项目负责人
10. 横向项目（武汉市市政建设集团有限公司）："现代有轨电车轨道几何状态快速精密测量技术开发与验证"，158 万，2015.10-2017.09，项目负责人
11. 横向项目（和芯星通科技（北京）有限公司）：“组合导航算法技术服务与开发”，20万，2013.10~2014.10，项目负责人
12. 武汉大学自主科研项目（学科交叉类）：“影像/GNSS/惯导组合定位定姿技术研究”，20万，2014-2015年，项目负责人
13. 武汉大学引进人才科研启动基金项目：“GNSS/INS组合导航系统研究”，50万，2010-2012年，项目负责人
四、论著及专利
代表性论文（按时间倒序）：
[1] X. Niu, T. Liu, J. Kuang*, Q. Zhang and C. Guo, "Pedestrian trajectory estimation based on foot-mounted inertial navigation system for multistory buildings in post-processing mode," in IEEE Internet of Things Journal (IoT), doi: 10.1109/JIOT.2021.3113398
[2] Kuang J, Li T, Niu X. Magnetometer bias insensitive magnetic field matching based on pedestrian dead reckoning for smartphone indoor positioning[J]. IEEE Sensors Journal, 2021.
[3] X. Niu, Y. Wu and J. Kuang*, "Wheel-INS: A Wheel-mounted MEMS IMU-based Dead Reckoning System," IEEE Transactions on Vehicular Technology (TVT), doi: 10.1109/TVT.2021.3108008.
[4] Qijin Chen, Quan Zhang, Xiaoji Niu*. Estimate the Pitch and Heading Mounting Angles of the IMU for Land Vehicular GNSS/INS Integrated System. IEEE Transactions on Intelligent Transportation Systems (ITS). PP(99):1-13, 2020, DOI: 10.1109/TITS.2020.2993052
[5] Q. Zhang, Y. Hu and X. Niu*, "Required Lever Arm Accuracy of Non-Holonomic Constraint for Land Vehicle Navigation," in IEEE Transactions on Vehicular Technology (TVT), vol. 69, no. 8, pp. 8305-8316, Aug. 2020, doi: 10.1109/TVT.2020.2995076.
[6] 旷俭, 葛雯斐, 张全, 窦智, 唐爱鹏, 张小兵, 牛小骥* (2020). 基于手机内置传感器的车辆组合定位方法. 中国惯性技术学报, 28(6):701-708. DOI:10.13695/j.【入选领跑者5000（F5000）中国精品科技期刊顶尖学术论文】
[7] Chen Q, Lin H, Guo R, Niu X* (2020) Rapid and accurate initial alignment of the low-cost MEMS IMU chip dedicated for tilted RTK receiver. GPS Solutions 24(4):119 doi:10.1007/s10291-020-01032-8
[8] X. Niu, T. Liu, J. Kuang and Y. Li, "A Novel Position and Orientation System for Pedestrian Indoor Mobile Mapping System," in IEEE Sensors Journal, vol. 21, no. 2, pp. 2104-2114, 15 Jan.15, 2021, doi: 10.1109/JSEN.2020.3017235.
[9] Qijin Chen, Quan Zhang, Xiaoji Niu*. Estimate the Pitch and Heading Mounting Angles of the IMU for Land Vehicular GNSS/INS Integrated System. IEEE Transactions on Intelligent Transportation Systems. PP(99):1-13, 2020, DOI: 10.1109/TITS.2020.2993052
[10] Jiang, Junxiang; Niu, Xiaoji*; Liu, Jingnan. 2020. "Improved IMU Preintegration with Gravity Change and Earth Rotation for Optimization-Based GNSS/VINS." Remote Sens. 12, no. 18: 3048.
[11] Q. Zhang, Y. Hu and X. Niu*, "Required Lever Arm Accuracy of Non-Holonomic Constraint for Land Vehicle Navigation," in IEEE Transactions on Vehicular Technology, vol. 69, no. 8, pp. 8305-8316, Aug. 2020, doi: 10.1109/TVT.2020.2995076.
[12] Chang, Le; Niu, Xiaoji*; Liu, Tianyi; Tang, Jian; Qian, Chuang. 2019. "GNSS/INS/LiDAR-SLAM Integrated Navigation System Based on Graph Optimization." Remote Sens. 11, no. 9: 1009.
[13] X. Niu, Y. Li, J. Kuang and P. Zhang, "Data Fusion of Dual Foot-Mounted IMU for Pedestrian Navigation," in IEEE Sensors Journal, vol. 19, no. 12, pp. 4577-4584, 15 June, 2019, doi: 10.1109/JSEN.2019.2902422.
[14] Kuang, Jian; Niu, Xiaoji*; Zhang, Peng; Chen, Xingeng. 2018. "Indoor Positioning Based on Pedestrian Dead Reckoning and Magnetic Field Matching for Smartphones." Sensors 18, no. 12: 4142. Nov. 2018
[15] Xiaoji Niu, Bing Li, Nesreen I. Ziedan, Wenfei Guo*, Jingnan Liu (2017). “Analytical and simulation-based comparison between traditional and Kalman filter-based phase-locked loops”. GPS Solution, 21(1), pp 123-135, Jan 2017
[16] Xiaoji Niu, Tong Yu, Jian Tang*, Le Chang (2017). An Online Solution of LiDAR Scan Matching Aided Inertial Navigation System for Indoor Mobile Mapping. Mobile Information Systems, 2017(2):1-11, January 2017. DOI: 10.1155/2017/4802159
[17] You Li, Yuan Zhuang, Haiyu Lan, Xiaoji Niu*, and Naser El-Sheimy (2016). A Profile-Matching Method for Wireless Positioning, IEEE Communication Letters, 20(12), 2514-2517, DOI: 10.1109/LCOMM.2016.2608351, Dec 2016
[18] Zhang, Tisheng; Zhang, Hongping; Lin, Tao; Yan, Kunlun; Niu, Xiaoji* (2016). Modeling and verifying the impact of time delay on INS-aided GNSS PLLs. GPS SOLUTIONS, 20(4),725-736, DOI: 10.1007/s10291-015-0484-y, OCT 2016
[19] Niu, X.; Wang, Q.; Li, Y.; Zhang, Q.; Jiang, P*(2016). An IMU Evaluation Method Using a Signal Grafting Scheme. Sensors 2016, 16(6), 854. 10 Jun 2016. DOI: 10.3390/s16060854
[20] Chen, Q., Niu, X.*, Zhang, Q. and Cheng, Y. (2015), Railway Track Irregularity Measuring by GNSS/INS Integration. Navigation - Journal of The Institute of Navigation. 03/2015; 62(1), p83–93. DOI: 10.1002/navi.78
[21] X Niu, K Yan, T Zhang, Q Zhang, H Zhang, J Liu (2015). Quality evaluation of the pulse per second (PPS) signals from commercial GNSS receivers. GPS Solutions, (2015) 19:141–150. DOI 10.1007/s10291-014-0375-7
[22] Niu, X., Chen, Q., Zhang, Q., Zhang, H., Niu, J., Chen, K., ... & Liu, J. (2014). Using Allan variance to analyze the error characteristics of GNSS positioning. GPS Solutions, Volume 18, Issue 2 (2014), Page 231-242.
[23] Quan Zhang, Xiaoji Niu*, Qijin Chen, Hongping Zhang, Chuang Shi. “Using Allan variance to evaluate the relative accuracy on different time scales of GNSS/INS systems”. Measurement Science and Technology. Vol. 24(8) (Aug. 2013) 085006 (10pp)
[24] Yalong Ban, Quan Zhang, Xiaoji Niu*, Wenfei Guo, Hongping Zhang and Jingnan Liu*. How the Integral Operations in INS Algorithms Overshadow the Contributions of IMU Signal Denoising Using Low-Pass Filters. Journal of Navigation, Vol. 66(6): 837-858, Nov 2013
[25] You Li, Xiaoji Niu, Quan Zhang, Hongping Zhang and Chuang Shi. An In-Situ Hand Calibration Method Using Pseudo Observation Scheme for Low-end Inertial Measurement Units. Measurement Science and Technology. Vol 23 (10), 2012, pp. 1-10.
[26] El-Sheimy, N., Hou, H. and Niu, X. (2008): “Analysis and Modeling of Inertial Sensors Using Allan Variance”. IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement. Vol. 57, Issue 1, Jan. 2008, pp.140-149.
[27] Xiaoji Niu, Sameh Nasser, Chris Goodall, and Naser El-Sheimy (2007): “A Universal Approach for Processing any MEMS Inertial Sensor Configuration for Land-Vehicle Navigation”, Journal of Navigation, Royal Institute of Navigation, England. Vol. 60, Issue 02, May 2007, pp 233-245.
[28] Niu, X., Nassar, S. and El-Sheimy, N. (2007): “An Accurate Land-Vehicle MEMS IMU/GPS Navigation System Using 3D Auxiliary Velocity Updates”, Navigation, Journal of the Institute of Navigation, USA. Vol. 54, No. 3, Fall 2007, pp 177-188
发明专利（已应用转化）：
1. 牛小骥 陈起金 张全 章红平 刘经南. 一种基于INS/GNSS的轨道不平顺检测系统及方法. 申请号：ZL201310312460.3. 申请日：2013年7月24日. 授权公告日：2015年01月14日
2. 牛小骥 章红平 陈起金 郭忠平 旷俭. 基于INS与全站仪组合的轨道几何状态测量系统及方法. 申请号：ZL201410089658.4. 申请日：2014年3月13日. 授权公告日：2015年1月28日
3. 牛小骥、郭迟、崔竞松、郭文飞、祝勇，武汉大学、武汉知域科技有限责任公司、武汉迈普时空导航科技有限公司，一种在Android内核层实现GNSS/INS组合导航的方法，专利号：ZL201510086167.9（已授权）申请日：2015年2月17日. 授权公告日：2016年10月19日【获得第十一届湖北省专利奖银奖】
4. 常乐 牛小骥 章红平 张全. 一种改进GNSS/INS实时紧组合导航实时性能的方法. 申请人：武汉大学。专利号：ZL201610262477.6（已授权）. 申请日期：2016年04月26日. 授权公告日：2017年02月03日
5. 牛小骥，李由，李青丽，张鹏. MEMS陀螺自动标定方法. 申请人：武汉大学。专利号：ZL201510137166.2（已授权）申请日期：2015年3月26日. 授权公告日：2016年01月13日
6. 牛小骥，李由，张全，刘川川，章红平，施闯. 一种惯性测量单元的快速标定方法. 专利号:ZL201210056759.2（已授权） 申请日：2012年03月06日. 授权公告日：2014年12月31日
7. 牛小骥、李由、王青江、郭忠平. 一种惯性测量单元的快速温度标定方法. 申请号：2013102780889.0（已授权）. 申请日：2013年06月28日，授权公告日：2014年6月18日
软件著作权（已应用转化）：
1. 陈起金，旷俭，牛小骥，“地下管道三维轨迹惯性测量数据处理软件（GeoPig）”v1.0，武汉大学，2021SR0794844,2021年05月31日。
2. 牛小骥，张全，章红平，龚琳琳，刘川川，GNSS/INS组合导航数据处理软件[简称：Cinertial] V1.0，登记号：2013SR162654，2012年07月01日。
3. 牛小骥，“捷联式惯性导航系统算法软件[简称惯导软件] V1.0”，登记号：2011SR020237，2011年01月31日。
五、获奖与荣誉
·武汉大学“351人才计划”（珞珈特聘教授），2017年
·武汉大学第八届“我心目中的好导师”荣誉称号（每年仅10人），2017年
·武汉大学优秀教学业绩奖（研究生基础课程类），2019年
·美国国家标准局（NIST）PerfLoc国际室内定位比赛冠军，2018年（排名第二）
·第二十一届中国国际工业博览会高校展区优秀展品奖特等奖，2019年
·第二十届中国国际高新技术成果交易会 大会优秀产品奖，2018年
·“互联网+”大学生创新创业大赛“先进工作者”，2017年
·武汉大学学生课外科技创新活动“优秀指导教师”，2016年
·第八届全国研究生电子设计竞赛优秀指导教师，2013年
六、学生培养
主讲课程：
·《惯性导航原理》，本科生专业必修课
·《惯性导航与GNSS/INS组合导航原理》，研究生专业必修课
·《导航理论与方法》，研究生专业必修课
· 《机器学习在导航定位技术中的应用》，博士生研究学分课程（教改试点）
·《Integrated Navigation》，研究生专业选修课（全英文）
·《惯性导航与GNSS/INS组合导航原理》，研究生专业必修课
·《导航理论与方法》，研究生专业必修课
· 《机器学习在导航定位技术中的应用》，博士生研究学分课程（教改试点）
·《Integrated Navigation》，研究生专业选修课（全英文）
截止2022年6月：
已培养博士生8人，参与指导博士生4人；
已培养硕士生27人，参与指导硕士生13人。
七、联系方式
武汉大学卫星导航定位技术研究中心
武汉市珞喻路129号 邮编：430079
电话：+86-27-68778087
传真：+86-27-68778971
E-mail：xjniu@whu.edu.cn
团队网站：www.i2nav.cn
微信公众号：i2nav多源智能导航实验室
