文/馬賀 謝珊珊

從專利視角分析北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的發(fā)展

文/馬賀 謝珊珊

北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)是我國自行研制并擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，是我國重點(diǎn)發(fā)展的產(chǎn)業(yè)，從2000年開始建設(shè)北斗衛(wèi)星導(dǎo)航試驗(yàn)系統(tǒng)，到2012年建成了覆蓋亞太大部分地區(qū)并提供正式運(yùn)行服務(wù)，至2017年完成23顆衛(wèi)星的發(fā)射，并計(jì)劃將在2020年左右完成由大約30多顆衛(wèi)星組成的北斗全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)面向全球提供服務(wù)。然而，現(xiàn)有的GPS系統(tǒng)已經(jīng)壟斷定位行業(yè)達(dá)幾十年之久，如何在短時(shí)間內(nèi)趕超GPS系統(tǒng)，在行業(yè)中站穩(wěn)腳跟，是北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)全面發(fā)展面臨的首要問題。本文著重分析了全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)所涉及的重要發(fā)展分支，從專利視角對(duì)比了北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)和GPS系統(tǒng)在專利申請(qǐng)量方面的覆蓋情況，并在此基礎(chǔ)上為中國北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的發(fā)展指引方向。

北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng) 全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng) GPS系統(tǒng) 專利

1 前言

九寨溝地震牽動(dòng)著中國千萬人的心，強(qiáng)震發(fā)生后，余震不斷，九寨溝景區(qū)內(nèi)的移動(dòng)通信設(shè)施嚴(yán)重受損，震后的救援工作顯得困難重重。然而，遍布于九寨溝景區(qū)內(nèi)的北斗節(jié)點(diǎn)定位服務(wù)終端持續(xù)在線運(yùn)行，北斗地基增強(qiáng)站利用其無源定位短報(bào)文功能，將災(zāi)區(qū)情況及時(shí)送達(dá)指揮中心，為災(zāi)區(qū)內(nèi)的救援、應(yīng)急工作提供強(qiáng)有力的通訊保障，為災(zāi)區(qū)開通了一條綠色的生命通道。

北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)是中國自主研制的全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，被視為中國繼高鐵、核電之后的又一張名牌，是繼美國全球定位系統(tǒng)（GPS）、歐盟伽利略衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)（ Galileo）、俄羅斯格洛納斯衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)（GLONASS）之后的第四個(gè)成熟的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。自2012年底正式運(yùn)行以來，在交通運(yùn)輸、災(zāi)害預(yù)警、救援、農(nóng)業(yè)水利等諸多方面都展示出了強(qiáng)大的應(yīng)用的價(jià)值。然而，與已經(jīng)成功運(yùn)營幾十年的GPS系統(tǒng)相比，由于其未實(shí)現(xiàn)全局組網(wǎng)服務(wù)，仍有許多的不足。挖掘中國北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的優(yōu)勢實(shí)現(xiàn)彎道超車則顯得至關(guān)重要。

2 發(fā)展分支

全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)由于其精準(zhǔn)的定位功能使其在眾多領(lǐng)域中都有所涉足。下面就幾個(gè)主要的應(yīng)用領(lǐng)域進(jìn)行分析。

2.1 交通運(yùn)輸

全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)在交通運(yùn)輸領(lǐng)域的應(yīng)用，隨處可見，手機(jī)中的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)可以對(duì)用戶的位置進(jìn)行精確定位，隨之應(yīng)運(yùn)而生的快車服務(wù)、物流監(jiān)控、車輛監(jiān)管、自動(dòng)駕駛、船舶導(dǎo)航等快速崛起，搶占各大經(jīng)濟(jì)市場。共享單車時(shí)代的到來更是將車輛定位功能與經(jīng)濟(jì)共享模式相結(jié)合，創(chuàng)造了巨大的經(jīng)濟(jì)效益。

2.2 農(nóng)業(yè)水利

全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)在農(nóng)業(yè)的種植、監(jiān)控、管理中得到充分發(fā)揮。其中，農(nóng)業(yè)機(jī)械自動(dòng)駕駛、遠(yuǎn)程監(jiān)管、自動(dòng)灌溉、智能施藥成為了全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)與GIS結(jié)合的杰出作品。全面提升了我國農(nóng)業(yè)智能化、自動(dòng)化的水平。

2.3 災(zāi)害預(yù)測和救援

自然災(zāi)害的有效預(yù)測能夠一定程度的減少災(zāi)害所帶來的損失。全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)能夠精準(zhǔn)的獲取監(jiān)測山體的位移、地殼的運(yùn)動(dòng)、水文氣象等數(shù)據(jù)，從而能夠提前預(yù)警災(zāi)害的發(fā)生。在救援方面，北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)在九寨溝地震中的作用已經(jīng)不言而喻，利用無人機(jī)參與救援、藥物噴灑等更是北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)在九寨溝救援中的亮點(diǎn)。

2.4 測繪勘探

全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)在地質(zhì)勘察、測繪方面的應(yīng)用為勘探開發(fā)產(chǎn)業(yè)提供了安全保障，使測繪勘探更加精準(zhǔn)、穩(wěn)定、可靠，產(chǎn)生了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

2.5 高精度定位

高精度定位在國防安全中，起著重要不可替代的作用?！稇?zhàn)狼2》中，海軍指揮員通過手機(jī)定位，導(dǎo)彈精準(zhǔn)轟炸地方坦克。因此，自主研發(fā)精準(zhǔn)的定位系統(tǒng)在國防安全等敏感領(lǐng)域顯得至關(guān)重要。

3 從專利視角分析北斗發(fā)展

3.1 我國北斗領(lǐng)域的重要申請(qǐng)人

圖1北斗領(lǐng)域中重要申請(qǐng)人申請(qǐng)量的對(duì)比圖。

圖1

下面針對(duì)申請(qǐng)人的重點(diǎn)技術(shù)做具體分析：

國家電網(wǎng)公司，共有108件與北斗導(dǎo)航技術(shù)相關(guān)的申請(qǐng)，其研究的內(nèi)容主要是將北斗應(yīng)用于電站的監(jiān)測、信息傳輸、應(yīng)急指揮、信息采集、自診斷、同步等方面。

江蘇艾倍科科技股份有限公司，共有78件與北斗導(dǎo)航技術(shù)相關(guān)的申請(qǐng)，其研究的內(nèi)容主要是將北斗應(yīng)用于生活用品中，注重產(chǎn)品的研發(fā)，對(duì)交通運(yùn)輸、災(zāi)害預(yù)測和救援略有研究。

泰斗微電子科技有限公司，共有67件與北斗導(dǎo)航技術(shù)相關(guān)的申請(qǐng)，其研究的內(nèi)容主要是衛(wèi)星信號(hào)接收方法、路徑導(dǎo)航、定位、衛(wèi)星導(dǎo)航授時(shí)設(shè)備。

星宇芯聯(lián)電子科技有限公司，共有31件與北斗導(dǎo)航技術(shù)相關(guān)的申請(qǐng)，其研究的內(nèi)容主要是支持多卡的智能終端，救援和預(yù)警系統(tǒng)。

成都林海電子有限責(zé)任公司，共有29件與北斗導(dǎo)航技術(shù)相關(guān)的申請(qǐng)，其研究的內(nèi)容主要是北斗移動(dòng)通信終端的信息傳輸、測試、監(jiān)測系統(tǒng)。

北斗星通導(dǎo)航技術(shù)有限公司，共有23件與北斗導(dǎo)航技術(shù)相關(guān)的申請(qǐng)，其研究的內(nèi)容主要是信息的發(fā)送、接收、無源定位精度等。

可見，我國在北斗發(fā)展方面，匯聚了眾多不同行業(yè)的申請(qǐng)人，試圖將北斗應(yīng)用于自身的領(lǐng)域和產(chǎn)品研發(fā)中，中國還有很多致力于北斗事業(yè)的申請(qǐng)人，更多的研究和應(yīng)用也將助力北斗發(fā)展。

3.2 我國北斗發(fā)展的時(shí)間軸

近十年，我國北斗專利申請(qǐng)量隨時(shí)間的發(fā)展情況，如表1所示。

表1

圖2是我國北斗專利申請(qǐng)量的時(shí)間軸。

圖2

由此可見，我國的北斗事業(yè)從無到有、再到現(xiàn)在的蓬勃發(fā)展，其發(fā)展速度非常快，專利的申請(qǐng)量逐年不斷增長，特別是2014-2015年，專利的申請(qǐng)量呈現(xiàn)跨越式發(fā)展。在政府相關(guān)部門的推動(dòng)下，在大力推動(dòng)北斗民用的政策下，北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的發(fā)展會(huì)取得越來越大的成就，應(yīng)用領(lǐng)域也會(huì)越來越廣泛。

通過上面的分析，北斗在我國已經(jīng)得到了越來越多的關(guān)注，也得到了繁榮的發(fā)展，那么，橫行定位市場幾十年的GPS系統(tǒng)會(huì)阻礙北斗的發(fā)展嗎，面對(duì)GPS系統(tǒng)的威脅，北斗發(fā)展又將會(huì)何去何從？

3.3 GPS系統(tǒng)和北斗的較量

北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)和GPS系統(tǒng)雖同為全球四大衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，但GPS系統(tǒng)和格洛納斯已經(jīng)壟斷導(dǎo)航領(lǐng)域幾十年，在很多領(lǐng)域的發(fā)展已經(jīng)較為成熟，北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)雖然誕生較晚，但在國家相關(guān)部門和政策的推動(dòng)下，也以燎原之勢迅速成長。下面就專利申請(qǐng)量方面對(duì)北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)和GPS系統(tǒng)進(jìn)行深入分析，如表2所示。

可見，在交通運(yùn)輸、農(nóng)業(yè)水利、測繪勘探領(lǐng)域，GPS系統(tǒng)已經(jīng)搶占了先機(jī)。北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)如果跟在GPS系統(tǒng)后面跑，則很難得到超越。但從表中的數(shù)據(jù)，我們也可以看到，在災(zāi)害預(yù)測和救援和高精度定位領(lǐng)域，GPS系統(tǒng)也剛剛涉足。在數(shù)據(jù)傳輸領(lǐng)域，北斗短報(bào)文是相比于GPS系統(tǒng)所獨(dú)有的特色，在小數(shù)據(jù)量傳輸并無傳統(tǒng)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)覆蓋的區(qū)域具有天然獨(dú)到的優(yōu)勢。而且，災(zāi)害預(yù)測和救援關(guān)系著我們的民生，特別是北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)在九寨溝救援中的出色的通訊能力，也讓我們對(duì)北斗在災(zāi)害救援方面有了更多的信心。而高精度定位無論是在民用還是在軍事領(lǐng)域，都發(fā)揮了巨大的作用，全新的自動(dòng)化技術(shù)將帶領(lǐng)我國的農(nóng)業(yè)走向智能化時(shí)期，高精度定位更為我們的國防安全提供了保障。

4 結(jié)語

北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)發(fā)展勢頭迅猛，我國北斗事業(yè)從技術(shù)能力、服務(wù)水平和應(yīng)用范圍等方面都有了較大發(fā)展，然而，在與GPS系統(tǒng)的角逐中，要想贏得最終的勝利并實(shí)現(xiàn)彎道超車，還要抓重點(diǎn)領(lǐng)域，重點(diǎn)突破。我國專利制度越來越完善，在我國專利事業(yè)萬眾創(chuàng)新的旗幟下，北斗事業(yè)的發(fā)展會(huì)越來越好。

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作者單位國家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局專利局專利審查協(xié)作湖北中心湖北省武漢市 430070