从专利视角纵观北斗发展

● 文| 北京空间科技信息研究所 薛培元

从专利视角纵观北斗发展

● 文| 北京空间科技信息研究所 薛培元

一、引言

伴随着北斗卫星导航系统的建设，产生了大量直接或间接与卫星导航相关的专利。从事北斗导航系统各类型业务的厂商和其他机构通过专利申请和不断拓展专利布局，提升自身参与市场竞争的能力。从专利角度对我国北斗卫星导航系统的发展状况进行分析梳理，可以摸清北斗卫星导航相关技术发展的具体动向、了解拥有重要专利技术的主要权利人，了解国内不同地区和企业技术研发的重点，结合我国北斗卫星导航系统发展规划，对相关领域专利技术布局策略提出相关建议。

二、研究方法

1.检索数据库选择

本文采用的数据库包括：国家知识产权局专利检索数据库（www.sipo.gov.cn）、知识产权出版社专利检索数据库（www.cnipr.com）、专利数据搜索引擎（SooPat）。

2.检索到的样本量

以知识产权出版社专利检索数据库为主，结合使用国家知识产权局数据库和SooPat进行数据检索。鉴于我国开始启动北斗卫星导航系统的建设时间为1994年，报告的检索时间范围为申请日在1994～2013年之间，检索时间为2014年9月10日。通过阅读与北斗卫星导航相关的专利与非专利文献，确定检索所需的关键词，进而根据所属分类号进行检索，经过去噪，选取与北斗卫星导航相关的专利数据1304篇作为课题分析的基础数据。考虑到专利的申请与公开之间存在延迟，实际的相关专利数量还要更大。此外，需要作出说明的是，因为针对北斗系统开展的技术信息检索范围极广，在关键词和IPC分类号的选择上很难避免遗漏，检索结果与实际情况可能有出入。

三、专利技术分析

1．专利申请总体状况

随着我国鼓励发展北斗导航产业相关政策的相继出台，特别是2012年发布的《导航与位置服务科技发展“十二五”专项规划》和2013年发布的《国家卫星导航产业中长期规划》的发布，我国北斗卫星导航系统建设工作得到迅猛发展，涌现出了大批在业界知名的导航企业。广东、北京等经济较发达地区的卫星导航产业发展呈现出明显的集中度。伴随着产业的不断发展，各企业在专利申请保护上也呈现出显著特点，下面将从不同角度进行分析。

2. 时间申请趋势

图1是北斗卫星导航相关专利随时间的变化情况。从图中可以看出，相关专利的申请基本是从2005年开始的，之前也有零星的专利申请。结合非专利文献分析，可以得知我国从20世纪80年代初开始积极探索适合国情的卫星导航系统，并于1994年启动北斗卫星导航试验系统建设，到2000年初步建成“北斗一号”卫星导航试验系统。北斗一号采用的是有源定位机制，终端价格较高，系统实时性不高，定位精度与GPS相比处于劣势，从事相关技术与产品开发的企业相对较少。这一阶段的北斗建设更多的是空间段的部署，而卫星的研制与部署上由军方统一管理，保密性强，即使有专利申请也是以国防专利为主。

图1 北斗卫星导航专利历年申请分布示意

具有区域导航能力的北斗卫星导航系统工程建设从2004年才正式启动，与空间段部署同步开展的工作就是应用段即用户终端设备制造及行业应用的迅猛发展，随之出现了多家以北斗导航为主营业务的新企业，以及原有开展GPS业务的企业开始增加北斗业务。

随着北斗卫星导航系统工程建设的顺利开展，相关的专利申请也呈现出如图1所示的增长特点，可以看出增长曲线越来越陡峭，到2013年达到顶点，显示出这一阶段各相关专利申请的踊跃程度。这一阶段专利申请的特点与我国北斗系统工程建设的特点恰好吻合。2012年具备区域导航功能的北斗系统初步建成，并于2013年通过各种渠道大规模地推广应用。2014年数据在图1中之所以呈现下降，主要还是与专利申请延迟公开和数据库录入的滞后性有关。

3.申请人排名

在我国专利法中，因为坚持单位利益优先的原则，在职务发明的权利归属上主要以单位为专利权人，只有极个别情况除外。因此本报告中提到的申请人与专利授权后的专利权人相同，也就是说在统计数据中的申请人也就是专利授权后的专利权人。

图2为北斗导航专利申请人前10位排名。从图中可以看出，广东东莞泰斗微电子科技有限公司（泰斗微电子）占据所统计数据的第一名，其专利申请数量显著高于其他申请人。

图2 北斗导航专利申请人前10位排名示意

泰斗微电子是北斗产业领域的领军企业，公司建立了以专利体系为基础的自主创新和知识产权体系策略。基于自主创新的自主知识产权体系、基于价值传递的高性价比产品及服务、基于理念认同的产业伙伴协调发展是公司建设产业生态体系的三大支柱。通过研发具有自主知识产权及高性价比的先进方案，推动了北斗系统的大规模应用和产业的蓬勃发展[2]。

泰斗微电子始终把自主创新的自主知识产权体系建设作为公司的核心战略。2010年，公司确定了“学习创新、着眼未来”的知识产权战略，短短两年公司申请了超过70项专利，其中发明专利超过90%，与北斗系统相关专利占60%以上，部分与北斗系统标准密切相关。另外，公司还有PCT（专利合作条约）和相关专利申请若干件。在专利数量增长的同时，泰斗微电子也非常重视专利质量，公司的专利申请主要集中在北斗卫星导航系统核心算法、卫星导航创新应用、芯片通用算法及内部电路设计等。

4. 申请人技术构成

技术构成可以反映出申请人技术发展重点。图3是上述前10名专利申请人的技术构成情况。

从整体来看，申请人在北斗导航领域的专利申请主要集中在G部（物理）和H部（电学）的6个小类10个分组。以泰斗微电子的专利申请为例，小类为G01S（无线电定向；无线电导航）占据了公司申请专利技术领域的主体，目前该公司在双模多模卫星导航的选择切换、北斗卫星导航系统的捕获跟踪、选星策略、浮点协处理器等核心领域拥有较多关键专利。围绕与导航定位有关的各类技术采取了强有力的专利保护，一定程度上反映出该公司的技术发展重点。

图3 专利申请前10名申请人的技术构成示意

注：

G01S19/42（确定位置）;

G01S19/33（不同系统中的多模式操作， 例如GPS/ GLONASS ）；

G01S19/13（接收机）；

G01S5/02（利用无线电波通过确定两个或更多个方向或位置线的配合来定位）；

H04L29/08（传输控制规程，例如数据链级控制规程）；H04W4/02（利用用户或终端位置的业务）；

H04W4/02（利用用户或终端位置提供无线通信网络的业务）;

G05B19/418（全面工厂控制，即集中控制许多机器）；

G08C17/02（用无线电线路测量、控制信号的传输系统）；

G01S1/02（利用无线电波进行定向、导航、测距或测速等）；

H04B7/185（利用空间站或机载站进行传输的有源中继系统）。

5. 技术申请趋势

技术申请趋势反映的是产业中相关技术的发展状况。图4是上述10名专利权人在专利申请上的技术趋势。

图4 专利申请前10名申请人的技术申请趋势示意

从图4中可以看出，北斗导航专利较早提出申请的专利是G01S5/02、G01S1/02和G08C17/02三类。从2009年开始，G01S19/42和G01S19/33两个领域的专利申请开始出现，到2013年得到迅猛发展，成为各类专利申请中数量增加最快的两个领域。

6. 专利类别

专利类别及其各自所占比重在一定程度上反映的是某一技术领域的专利质量。一般来说，发明专利的价值要高于同一技术的实用新型和外观设计专利。图5是北斗卫星导航技术专利申请在专利类别上的分布情况。

图5 北斗卫星导航技术专利申请在专利类别上的分布

从图5可以看出，在以专利申请量前10名申请人为代表的北斗卫星导航相关专利申请中，发明专利（包括申请和授权）占据了专利申请的主体。在对一个公司专利价值评估时，发明专利在其专利总量中的比例是反映其专利质量的重要指标。一般来说，发明专利比例越高，该公司专利整体质量也越好。上面的数据在一定程度上反映出目前国内有关北斗卫星导航的专利申请质量较好。

7. 区域分布情况

我国北斗卫星导航系统建设呈现出明显的区域分布特点，在以下几个方面有所反映。

（1） 各省市专利申请趋势

从图6中可以看出，北斗卫星导航产业发展呈现遍地开花的局面。目前我国卫星导航与位置服务产业重点集中在珠三角地区、环渤海地区、长三角地区、华中鄂豫湘地区和西部川陕渝地区五大重点区域，并形成各自特点和产业优势。图6中仅列出了专利申请数量前10位的省市。实际上，根据《中国卫星导航与位置服务产业年鉴2013》的统计，全国有23个省市都有从事北斗卫星导航的企事业单位。

图6 各省市专利申请趋势示意

从专利申请数量来看，江苏、广东和北京三省市名列前茅，势头发展迅猛。从图6中可以看出，2012至2013年是各地北斗专利申请的高峰年，与我国北斗区域导航系统建成并正式对亚太地区提供服务的发展阶段相吻合。在政策层面，2013年9月，国务院发布《国家卫星导航产业中长期发展规划》，提出要在国民经济和社会发展的重点行业和领域大力推广北斗卫星导航系统的应用，为北斗导航企业的发展提供了难得的机遇，各地纷纷出台相关支持政策发展北斗产业。以江苏省为例，2010年江苏在南京高新区设立北斗产业基地，重点打造卫星应用产业园（“一园”）和北斗产业研发中心（“一中心”），北斗产业发展环境较好。另外，江苏省的北斗产业发展也得到了国家相关部门的大力支持。2011年，工业与信息化部、中国卫星工程系统管理办公室北斗办、总参测绘局等有关部门明确提出与江苏省、南京市共同推动北斗产业基地和北斗示范应用工程建设，为江苏省的北斗产业发展提供了强大的支持。

在各地区北斗产业红火发展的同时，市场竞争也日趋激烈。各企业为了保护自己的技术，争夺市场，在专利申请上做了大量工作，专利数量和质量都有所提升。

（2）基于IPC分类的区域技术分布

专利申请在不同地区的差别，在一定程度上反映了各省市北斗导航企业的发展侧重点。图7给出的是不同省市在专利申请类别上的不同，其中气泡的大小代表各类型专利申请的数量。

图7 基于专利IPC分类的区域技术分布

从图7中可以看出，不同地区在专利申请类别上存在差别。以北京和广东两个北斗导航专利数量大省为例，北京在G01S19/42和G01S19/13两个专利领域申请量较大，而广东申请专利数量最多的类别是G01S19/33，其次是G01S19/42，再次是G01S19/13，反映出两地技术发展的侧重点有所不同。

8．北斗导航国际专利的申请情况

随着北斗卫星导航系统的建成并开始提供区域服务，以及到2020年建成全球卫星导航系统，作为技术保护重要手段的国际专利申请是必须要考虑的事情。表1是目前北斗导航专利在国内外的申请情况。

表1 北斗导航专利在国内外的申请情况

从表1中可以看出，目前北斗导航专利申请基本都是在国内进行的，这一点与规划中的区域以至全球卫星导航不相匹配，与GPS等国外卫星导航系统有很大区别。有资料显示，美国自1996年即开始在中国进行卫星导航领域的专利布局，且申请量增长迅速，显示出美国在卫星导航领域的传统优势。日本从2001年开始加强在中国的卫星导航领域的专利布局，并于2004年在国外申请人中跃居第一，此后与美国交替占据申请量的首位[3]，这一点值得引起注意。

四、相关建议

本文从以上数个维度，对我国北斗卫星导航产业的发展做了一个大致的分析梳理，可以基本看出我国北斗卫星导航产业的若干特点。结合相关内容分析，提出如下建议：

1）要更加重视产业发展规划。在看到北斗产业蓬勃发展的同时，也应当看到，就北斗产业目前发展来看，产业发展缺乏整体规划，整体优势难以发挥。为此，应加强北斗导航产业发展的顶层规划及相关配套政策、法规和标准，提高产业集中度，不断培育龙头企业，优化产业发展环境。

2）做好国际专利申请布局。北斗卫星全球导航系统将于2020年建成。伴随这一重大目标的实现，北斗全球应用及相关系统建设也应提上日程。通过考察国外卫星导航企业可以知道，在进入目标市场前，先期开展专利布局和专利申请，为进入和争取目标市场可以发挥重要的保驾护航作用。我国北斗卫星导航系统目前进行的国际专利申请数量很少，可以考虑在综合分析目标市场基础上，逐步开展国际专利申请研究和实务工作。

3）进一步做好应用市场的分析研究。“投资在天，受益在地”。北斗卫星导航系统的价值，更多的是通过向各类应用领域的渗透来实现。除了在交通运输、海洋渔业、气象预报、大地测量等传统领域的广泛应用，还可以在精细农业、驾考、室内导航定位、特殊人群关爱等新兴市场大有作为。

参考文献

[1]王伟.卫星导航定位与北斗系统应用[M].北京：测绘出版社，2014.

[2]文竹.泰斗微电子建设北斗生态体系 促进北斗产业化[J].数字通信世界，2012（12）.

[3]杨铁军.产业专利分析报告——卫星导航终端[M].北京：知识产权出版社，2014.