文/馬賀 謝珊珊

從專利視角分析北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)的發(fā)展

文/馬賀 謝珊珊

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

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

1 前言

九寨溝地震牽動著中國千萬人的心，強震發(fā)生后，余震不斷，九寨溝景區(qū)內的移動通信設施嚴重受損，震后的救援工作顯得困難重重。然而，遍布于九寨溝景區(qū)內的北斗節(jié)點定位服務終端持續(xù)在線運行，北斗地基增強站利用其無源定位短報文功能，將災區(qū)情況及時送達指揮中心，為災區(qū)內的救援、應急工作提供強有力的通訊保障，為災區(qū)開通了一條綠色的生命通道。

北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)是中國自主研制的全球衛(wèi)星導航系統(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)星導航系統(tǒng)（ Galileo）、俄羅斯格洛納斯衛(wèi)星導航系統(tǒng)（GLONASS）之后的第四個成熟的衛(wèi)星導航系統(tǒng)。自2012年底正式運行以來，在交通運輸、災害預警、救援、農(nóng)業(yè)水利等諸多方面都展示出了強大的應用的價值。然而，與已經(jīng)成功運營幾十年的GPS系統(tǒng)相比，由于其未實現(xiàn)全局組網(wǎng)服務，仍有許多的不足。挖掘中國北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)的優(yōu)勢實現(xiàn)彎道超車則顯得至關重要。

2 發(fā)展分支

全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)由于其精準的定位功能使其在眾多領域中都有所涉足。下面就幾個主要的應用領域進行分析。

2.1 交通運輸

全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)在交通運輸領域的應用，隨處可見，手機中的衛(wèi)星導航系統(tǒng)可以對用戶的位置進行精確定位，隨之應運而生的快車服務、物流監(jiān)控、車輛監(jiān)管、自動駕駛、船舶導航等快速崛起，搶占各大經(jīng)濟市場。共享單車時代的到來更是將車輛定位功能與經(jīng)濟共享模式相結合，創(chuàng)造了巨大的經(jīng)濟效益。

2.2 農(nóng)業(yè)水利

全球衛(wèi)星導航系統(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)機械自動駕駛、遠程監(jiān)管、自動灌溉、智能施藥成為了全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)與GIS結合的杰出作品。全面提升了我國農(nóng)業(yè)智能化、自動化的水平。

2.3 災害預測和救援

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

2.4 測繪勘探

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

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定位，導彈精準轟炸地方坦克。因此，自主研發(fā)精準的定位系統(tǒng)在國防安全等敏感領域顯得至關重要。

3 從專利視角分析北斗發(fā)展

3.1 我國北斗領域的重要申請人

圖1北斗領域中重要申請人申請量的對比圖。

圖1

下面針對申請人的重點技術做具體分析：

國家電網(wǎng)公司，共有108件與北斗導航技術相關的申請，其研究的內容主要是將北斗應用于電站的監(jiān)測、信息傳輸、應急指揮、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件與北斗導航技術相關的申請，其研究的內容主要是將北斗應用于生活用品中，注重產(chǎn)品的研發(fā)，對交通運輸、災害預測和救援略有研究。

泰斗微電子科技有限公司，共有67件與北斗導航技術相關的申請，其研究的內容主要是衛(wèi)星信號接收方法、路徑導航、定位、衛(wèi)星導航授時設備。

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

成都林海電子有限責任公司，共有29件與北斗導航技術相關的申請，其研究的內容主要是北斗移動通信終端的信息傳輸、測試、監(jiān)測系統(tǒng)。

北斗星通導航技術有限公司，共有23件與北斗導航技術相關的申請，其研究的內容主要是信息的發(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)的申請人，試圖將北斗應用于自身的領域和產(chǎn)品研發(fā)中，中國還有很多致力于北斗事業(yè)的申請人，更多的研究和應用也將助力北斗發(fā)展。

3.2 我國北斗發(fā)展的時間軸

近十年，我國北斗專利申請量隨時間的發(fā)展情況，如表1所示。

表1

圖2是我國北斗專利申請量的時間軸。

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?？?，專利的申請量逐年不斷增長，特別是2014-2015年，專利的申請量呈現(xiàn)跨越式發(fā)展。在政府相關部門的推動下，在大力推動北斗民用的政策下，北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)的發(fā)展會取得越來越大的成就，應用領域也會越來越廣泛。

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)會阻礙北斗的發(fā)展嗎，面對GPS系統(tǒng)的威脅，北斗發(fā)展又將會何去何從？

3.3 GPS系統(tǒng)和北斗的較量

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

可見，在交通運輸、農(nóng)業(yè)水利、測繪勘探領域，GPS系統(tǒng)已經(jīng)搶占了先機。北斗衛(wèi)星導航系統(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，在災害預測和救援和高精度定位領域，GPS系統(tǒng)也剛剛涉足。在數(shù)據(jù)傳輸領域，北斗短報文是相比于GPS系統(tǒng)所獨有的特色，在小數(shù)據(jù)量傳輸并無傳統(tǒng)移動網(wǎng)絡覆蓋的區(qū)域具有天然獨到的優(yōu)勢。而且，災害預測和救援關系著我們的民生，特別是北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)在九寨溝救援中的出色的通訊能力，也讓我們對北斗在災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域，都發(fā)揮了巨大的作用，全新的自動化技術將帶領我國的農(nóng)業(yè)走向智能化時期，高精度定位更為我們的國防安全提供了保障。

4 結語

北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)發(fā)展勢頭迅猛，我國北斗事業(yè)從技術能力、服務水平和應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現(xiàn)彎道超車，還要抓重點領域，重點突破。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)展會越來越好。

[1]吳海玲,高麗峰,汪陶勝,李作虎.北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)發(fā)展與應用[J].導航定位學報,2015,6,3(02):1-6.

[2]朱為建.基于北斗的交通物流運輸系統(tǒng)研究[J].企業(yè)科技與發(fā)展,2016,5,10:19-21.

[3]馮濤,沈兵,李晶,張炳琪.交通運輸行業(yè)北斗應用的進展[J].衛(wèi)星應用,2014,4,4:52-54.

[4]朱懷汝,張新盈.北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)在河南精準農(nóng)業(yè)中的應用探討[J].全球定位系統(tǒng),2017,6,42(03):94-98.

[5]曹陽威.基于北斗和物聯(lián)網(wǎng)的滑坡監(jiān)測系統(tǒng)關鍵技術研究[D].華北科技學院,2016,6.

[6]倪靜,周延利,宋勇等.北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)在石油勘探中的應用探討[J].物探裝備,2016,6,3:199-203.

[7]胡婭莉.北斗高精度定位技術的運用實踐研究[J].電腦知識與技術,2016,11,12(33):214-222.

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