大國重器「北斗衛星導航系統」的專利布局分析

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來源：IPRdaily中文網（IPRdaily.cn）

作者：趙薇超凡知識產權服務股份有限公司

原標題：大國重器——北斗衛星導航系統的前世今生

IPRdaily導讀：中國北斗衛星導航系統(BeiDou Navigation Satellite System,BDS)是中國自主研製的全球衛星定位系統。是繼美國全球定位系統GPS，俄羅斯格洛納斯衛星導航系統（GLONASS）之後第三個成熟的衛星導航系統。

我國於2000年成功發射了兩顆北斗導航試驗衛星，建成了北斗導航試驗系統，具備了定位、授時、報文通信和GPS廣域差分功能，在電信、水利、交通運輸、漁業、勘測、森林防火、測繪和國土安全等諸多領域發揮了作用。另外，北斗試驗系統創建的雙向授時方法，解決了動態用戶的高精度授時問題。

早在1983年，北斗Ⅰ的原理是利用兩顆地球靜止軌道衛星，通過定位電波的周波數即可對地面物體進行定位。我們知道在空間中要確定物體的位置，首先要有（X,Y,Z）這樣的一組坐標，一代的北斗靠著兩顆衛星是無法獲得這樣一組坐標，所以一代北斗系統的用戶終端都裝有高度儀。用戶終端向兩顆靜止衛星發射信號，地面中心站計算結果，配合高度儀得到坐標，它的缺點是容易暴露目標。

相比於一代的有源定位，二代的北斗增加了無源定位功能。二代北斗的無緣定位，跟GPS一樣，利用偽距絕對定位模型進行定位，所謂偽距指的是衛星至用戶間的距離測量是基於衛星信號的發射時間與到達接收機的時間之差，但是衛星的時鐘與接收機的時鐘是有誤差的，所以無緣定位至少四顆衛星。利用差分定位技術的話，所需的衛星數量更多，定位的精度也更高。

北斗的基本方案

北斗空間段由5顆GEO衛星和30顆NGEO衛星組成，2009年左右完成中國及周邊地區覆蓋，隨後建成全球衛星導航系統。定位精度優於10米，在中國及周邊區域還提供RDSS服務能力。對用戶提供兩種服務，一種為免費公開服務，一種為授權服務，通過信號與信息加密實現授權服務。

北斗的主要特色

(1)實現導航與通信集成。

北斗的最大特點是實現了導航與通信集成，增強了導航能力和搜索救援能力。可實現用戶信息共享和信息交換。中國北斗通信鏈路可組成任意形式的差分信息,滿足高精度用戶需求。

(2)多系統兼容服務。在用戶端提供多用戶兼容接入信息，實現公開服務相互兼容,必要時可提供多系統監測信息和差分改正信息，滿足完好性信息要求。

(3)提供RDSS雙向授時授權服務。

(4)以雙向偽距時間同步方法擺脫衛星時間同步與精密軌道之間的依賴關係。解除了一個衛星原子鐘性能下降對其他衛星鐘同步及精密定軌的影響。

北斗導航的專利布局

作者以「北斗導航」為關鍵詞進行搜索，專利分析如下：

從申請地區上來看，目前，北斗導航相關的專利多集中在中國，其他區域申請較少。

從申請量趨勢上來看，從2010年開始，我國的北斗導航相關產業的專利申請量逐年上升，在2016年達到了峰值，2018年數據目前還未有所體現，由於現階段國人對自主知識產權的意識的空前高漲，且北斗導航是一個可以媲美GPS，且在精度上甚至更優於GPS，以及目前逐步轉向民用，在可期的未來，北斗導航的相關專利申請量會持續走高。

從技術結構上來看，目前，北斗導航相關專利中，G01S19/42、H04L29/08、G01S19/33這三個IPC擁有的專利申請數量最多，分別為248件、158件、131件，占所分析專利的6.366%、4.055%、3.362%。其中G01S19/42（無線電定向、無線電導航、無線電測距等），H04L29/08（數字信息的傳輸，例如電報通信（電報和電話通信的公用設備入），G01S19/33（衛星無線電信標定位系統；利用這種系統傳輸的信號確定位置、速度或姿態）。