近年来,由于电子通信技术的日益发达,智能手机已成为了人类生产生活中不可或缺的重要组成部分。基于智能手机的定位业务,催生出了如电子商务、手机传媒、交通导航、外卖业务等一大批新兴产业,人们对智能手机定位服务准确度也有了全新的要求。对于如何提升智能手机定位准确度,实现全天候高可靠性的手机定位已经成为国内外导航领域的一大研究热点。早期的Android智能手机由于受到当时软硬件技术的限制,只提供内部芯片算法解算出的位置结果,导致用户无法获得自己GNSS（Global Navigation Satellite System,GNSS）的相关数据。随着智能手机位置服务业务的发展,Android 7.0及之后版本就开放了Android设备GNSS观测数据的获取接口,使Android智能手机精密定位研究成为可能。在此背景下,本文根据现阶段Android智能手机的精密定位应用需要,在现阶段已有技术成果的基础上,系统性研究了全球导航卫星系统精密单点定位、捷联惯性导航系统（Strapdown Inertial Navigation System,SINS）的基本原理与解算方案,全面评估了Android智能手机全球导航卫星系统观测值与惯性检测元件（Inertial Measurement Unit,IMU）数据的质量和特性。从粗差剔除、伪距平滑、周跳探测、随机模型角度对传统精密单点定位（Precise Point Positioning,PPP）流程进行了改进,设计了一种适合Android智能手机的PPP算法。这项技术将能够有效改善Android智能手机的定位精度和稳定性,在良好的观测条件下能够实现分米级的精度。在此基础上,本文进一步利用了Android手机搭载的加速度计、陀螺仪或者磁力计数据,实现了PPP和INS的松组合,实现了Android智能手机的GNSS/INS组合导航算法设计。本文主要开展了以下几个方面的研究内容:（1）全面评估了Android智能手机GNSS和IMU数据质量。全球导航卫星系统数据质量分析方面,从卫星监测情况、载噪比、多路径效应、观测值噪声和载波周跳比等方面,比较全面地评价了Android智能手机对各系统各频点的全球导航卫星系统数据质量。结果显示,Android智能手机的双频观测值数量相对较低,难以支持双频PPP解算。即使在较好的观测条件下,Android智能手机的伪距观多路径效应也特别严重,伪距观测值噪声约为3 m,载波相位观测值噪声约为0.1 m,并且周跳现象发生机率大约是一般测量型接收机的十倍;在IMU数据质量分析中,采用Allan方差分析方法详细分析了加速度计与陀螺仪之间的随机误差,结果表明智能手机可以做到短时间较好的测姿精度但测速精度不足,需要搭配其他定位数据源才可以实现导航定位任务。（2）提出了一种适合Android智能手机的PPP定位的优化解决方案。从粗差剔除、伪距平滑、周跳探测、随机模型角度对传统PPP流程进行改进。为全面分析改进后的智能手机PPP算法的定位性能,本文设计了静态实验。实验结果表明,相较于传统PPP算法,改进后PPP算法平面定位精度可达分米级,平面和三维精度均提升了约50%。（3）设计了IMU原始数据预处理方案,通过标定实验消除了IMU数据含有的系统误差。充分利用来自Android智能手机的加速度计、陀螺仪和磁强计数据,设计了智能手机姿态初始化方法,实现了PPP与INS的松组合导航方案。为验证本文提出的智能手机GNSS/INS组合导航算法性能,本文设计了动态实验。实验结果表明,组合导航算法定位有效地提高了智能手机定位精度,平面定位精度可达0.78 m,相较于PPP定位方案,平面精度提升了27%。