衛(wèi)星導(dǎo)航專利分析報(bào)告之四*──衛(wèi)星導(dǎo)航混合定位技術(shù)（上）

石 蕊，劉清泉，丁文佳

（1.國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局專利局審查協(xié)作河南中心，鄭州 450000；2.國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局專利局審查業(yè)務(wù)管理部，北京 100088）

衛(wèi)星導(dǎo)航專利分析報(bào)告之四*──衛(wèi)星導(dǎo)航混合定位技術(shù)（上）

石 蕊1，劉清泉1，丁文佳2

（1.國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局專利局審查協(xié)作河南中心，鄭州 450000；
2.國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局專利局審查業(yè)務(wù)管理部，北京 100088）

集成全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)（GNSS）和地面網(wǎng)絡(luò)的衛(wèi)星導(dǎo)航混合定位技術(shù)是定位技術(shù)發(fā)展的重要分支。本文以大量精確的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)為基礎(chǔ)，全面呈現(xiàn)了全球及國(guó)內(nèi)衛(wèi)星導(dǎo)航混合定位專利申請(qǐng)的態(tài)勢(shì)、申請(qǐng)人特點(diǎn)及技術(shù)分支分布，并以專利信息為切入點(diǎn)，對(duì)其產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀和技術(shù)發(fā)展路線進(jìn)行梳理。

混合定位；衛(wèi)星導(dǎo)航；專利信息

1 引言

從20世紀(jì)90年代末至今，衛(wèi)星導(dǎo)航相關(guān)專利申請(qǐng)數(shù)量迅速增加。我國(guó)的衛(wèi)星導(dǎo)航產(chǎn)業(yè)在近5年間才開始進(jìn)行專利布局，而國(guó)外衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)起步較早，在專利申請(qǐng)量以及核心技術(shù)和應(yīng)用領(lǐng)域的布局上具有較大優(yōu)勢(shì)，這無疑會(huì)對(duì)我國(guó)衛(wèi)星導(dǎo)航產(chǎn)業(yè)的發(fā)展構(gòu)成威脅。

面對(duì)國(guó)內(nèi)外各大導(dǎo)航廠商不斷拓展的專利布局現(xiàn)狀，只有全面的、準(zhǔn)確的摸清國(guó)內(nèi)外專利技術(shù)發(fā)展的具體方向，深入了解擁有重要專利技術(shù)的主要國(guó)家和企業(yè)，洞悉不同地區(qū)和企業(yè)技術(shù)研發(fā)的重點(diǎn)，才可能做到及時(shí)把握技術(shù)發(fā)展動(dòng)向，知己知彼，在新的產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)道路上探索出一條符合國(guó)情的發(fā)展之路。

針對(duì)上述需求，筆者所在研究團(tuán)隊(duì)以專利信息為切入點(diǎn)：檢索各重點(diǎn)分支技術(shù)；解析主要國(guó)外申請(qǐng)人專利布局；篩選國(guó)外主要競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的重要專利；提出相關(guān)領(lǐng)域?qū)＠夹g(shù)布局策略。由此形成了包含接收機(jī)天線、射頻前端處理模塊、重點(diǎn)企業(yè)專利布局、導(dǎo)航領(lǐng)域?qū)＠V訟、混合室內(nèi)外定位技術(shù)、導(dǎo)航電子地圖以及信號(hào)格式等子專題在內(nèi)的衛(wèi)星導(dǎo)航領(lǐng)域?qū)＠治鰣?bào)告。本文作為衛(wèi)星導(dǎo)航專利分析報(bào)告之四，主要聚焦衛(wèi)星導(dǎo)航混合定位領(lǐng)域，通過專利信息的統(tǒng)計(jì)分析，對(duì)其產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀和技術(shù)發(fā)展路線進(jìn)行梳理。

2 衛(wèi)星導(dǎo)航混合定位技術(shù)簡(jiǎn)介

全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)在車載導(dǎo)航等民用方面的應(yīng)用已日益廣泛。但是，衛(wèi)星信號(hào)會(huì)受到建筑物、樹木、墻和地形的遮擋，從而在大城市的樓群間、室內(nèi)、隧道或者較深的礦區(qū)等地區(qū)，衛(wèi)星信號(hào)較為微弱，這在很大程度上影響了民用導(dǎo)航的準(zhǔn)確度。

為進(jìn)行高精度的定位，將衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)與其他的定位技術(shù)（如室內(nèi)定位技術(shù)、地面網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等）相結(jié)合成為大勢(shì)所趨，具有全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)（GNSS）和地面網(wǎng)絡(luò)集成的混合定位系統(tǒng)正在演進(jìn)為技術(shù)發(fā)展的重要策略，并且正在成為國(guó)家實(shí)力的重要代表。

綜上所述，有必要對(duì)混合定位技術(shù)進(jìn)行研究和專利分析，從中尋找研究熱點(diǎn)和發(fā)展趨勢(shì)。

目前的混合定位技術(shù)主要有高通的GPSOne技術(shù)，以及GPS+Wi-Fi、GPS+短距離無線通信、GPS+GPSOne、蜂窩網(wǎng)絡(luò)+短距離無線通信等多種組合的混合定位技術(shù)等。

3 衛(wèi)星導(dǎo)航混合定位技術(shù)專利申請(qǐng)態(tài)勢(shì)分析

3.1 技術(shù)發(fā)展歷程

縱觀混合定位技術(shù)的專利申請(qǐng)，自1990年開始出現(xiàn)相關(guān)專利申請(qǐng)，到2013年9月31日為止，全球?qū)＠暾?qǐng)為2,541項(xiàng)，其中中國(guó)專利申請(qǐng)為971項(xiàng)。

全球衛(wèi)星導(dǎo)航混合定位技術(shù)發(fā)展歷程大致經(jīng)歷以下三個(gè)階段：

（1）技術(shù)萌芽期（1990～2000年）

隨著20世紀(jì)80年代GPS定位技術(shù)的發(fā)展，僅利用單獨(dú)的GPS系統(tǒng)執(zhí)行定位，會(huì)導(dǎo)致定位精度不足和應(yīng)用范圍過小。各大公司在1990至2000年間開始組合多種定位技術(shù)進(jìn)行定位。由于處于研發(fā)起步階段，因此申請(qǐng)量較少。美國(guó)聯(lián)邦通信委員會(huì)（FCC）1996年10月頒布的E911法令，要求所有的蜂窩無線通信網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商在手機(jī)用戶發(fā)出緊急呼叫時(shí)，向公共安全應(yīng)答點(diǎn)提供該手機(jī)的號(hào)碼和位置。這項(xiàng)法令的頒布大大促進(jìn)了無線通信定位技術(shù)發(fā)展，該技術(shù)下的專利申請(qǐng)量開始增長(zhǎng)。

（2）技術(shù)發(fā)展期（2001～2005年）

在該時(shí)期，許多公司在E911法令實(shí)施前搶灘圈地。不僅許多小公司紛紛提交專利，在2001年，高通公司所提交的GPS和移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)混合定位技術(shù)專利申請(qǐng)也高達(dá)16項(xiàng)，充分說明了E911法令對(duì)于推定定位技術(shù)發(fā)展的巨大作用。在此期間涉及的定位技術(shù)，不僅有GPS與移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)混合定位技術(shù)，還有各種室內(nèi)定位技術(shù)。

（3）技術(shù)成熟期（2006至今）

自2006年起，由于前期中國(guó)聯(lián)通、中國(guó)移動(dòng)紛紛開始提供手機(jī)LBS業(yè)務(wù)，中國(guó)的定位技術(shù)申請(qǐng)量自2006年起有了較大增長(zhǎng)，全球申請(qǐng)量也有了較大回升，從此申請(qǐng)量連年快速增長(zhǎng)，但申請(qǐng)人的數(shù)量增速相對(duì)較緩，顯示出了室內(nèi)外定位技術(shù)已經(jīng)進(jìn)入相對(duì)成熟期。

3.2 專利布局

3.2.1 全球?qū)＠季址治?/p>

涉及混合定位技術(shù)的專利申請(qǐng)?jiān)谌虻膶＠季智闆r，如圖1所示。美國(guó)的專利申請(qǐng)量達(dá)到869項(xiàng)，居衛(wèi)星導(dǎo)航混合定位技術(shù)全球申請(qǐng)量之首，占全球總量的34%，顯示出美國(guó)是該領(lǐng)域的最大專利布局地區(qū)；排名第二位的是中國(guó)，專利申請(qǐng)量達(dá)到591項(xiàng)（另有實(shí)用新型380項(xiàng)），占全球總量的23%；排名第三、四位的是韓國(guó)和日本，專利申請(qǐng)量分別為196 和183項(xiàng)，各占全球總量的8%和7%；歐盟的專利申請(qǐng)量為59項(xiàng)，約占全球總量的3%。可以看出，在衛(wèi)星導(dǎo)航混合定位技術(shù)方面，歐美在該領(lǐng)域具有傳統(tǒng)的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。日韓由于定位技術(shù)的應(yīng)用起步較早，發(fā)展成熟，申請(qǐng)量也不容小覷，我國(guó)在該領(lǐng)域也具有一定的專利布局。

圖1 全球?qū)＠暾?qǐng)布局圖

3.2.2 中國(guó)專利布局分析

在中國(guó)申請(qǐng)的國(guó)外申請(qǐng)人的主要來源國(guó)是美國(guó)、日本、韓國(guó)、芬蘭和瑞典。如表1所示，美國(guó)、日本、芬蘭和瑞典在中國(guó)申請(qǐng)的授權(quán)率和有效率在40%以上，而日本的授權(quán)率則高達(dá)50%左右。可見這些國(guó)家一是對(duì)中國(guó)市場(chǎng)比較重視；二是技術(shù)確有先進(jìn)之處、撰寫質(zhì)量高；三是專利策略清晰，授權(quán)范圍穩(wěn)定，并注重專利池的布置和專利的保有。

表1 在中國(guó)申請(qǐng)的主要來源國(guó)發(fā)明專利申請(qǐng)狀態(tài)

表2 在中國(guó)申請(qǐng)的國(guó)內(nèi)主要省市發(fā)明專利申請(qǐng)狀態(tài)

在中國(guó)申請(qǐng)的國(guó)內(nèi)主要省市的發(fā)明專利申請(qǐng)量、授權(quán)量和有效量的對(duì)比情況。如表2所示，北京、上海、江蘇和廣東的授權(quán)率在22%左右，深圳的授權(quán)率相對(duì)較高在33%。有效率方面，廣東最高，為73%，

其次是深圳，為67%，其他三個(gè)省市有效量在47%左右。這顯示出在集中了大批科研院校和生產(chǎn)企業(yè)的上述五個(gè)省市，專利申請(qǐng)的質(zhì)量比之國(guó)外公司仍有提升的空間，但授權(quán)專利的保有方面與國(guó)外公司相差不大，顯示出了這些省市對(duì)已授權(quán)專利的重視。

3.3 主要技術(shù)構(gòu)成

表3 衛(wèi)星導(dǎo)航混合定位技術(shù)劃分及其涵義說明

3.3.1 技術(shù)分支的劃分及其涵義

按照主要室內(nèi)外定位技術(shù)，將衛(wèi)星導(dǎo)航混合定位劃分為10個(gè)技術(shù)分支，各技術(shù)分支的劃分及其涵義。如表3 所示。

3.3.2 各技術(shù)分支全球申請(qǐng)年代分布

圖2是上述各技術(shù)分支的全球申請(qǐng)量年度分布情況。可以看出，各技術(shù)分支處于不同的發(fā)展階段。如技術(shù)分支“GPS+蜂窩網(wǎng)絡(luò)+其他”的申請(qǐng)量最多，其從1996年開始申請(qǐng)量就開始明顯增長(zhǎng)，在2008～2010年度達(dá)到最大值，2011年申請(qǐng)量趨于穩(wěn)定，顯示這項(xiàng)技術(shù)處于成熟期。而“短距無線通信”技術(shù)分支從2002年起申請(qǐng)量有了快速增長(zhǎng)，顯示該技術(shù)自此時(shí)起進(jìn)入了研發(fā)高峰，顯示該項(xiàng)技術(shù)處于快速發(fā)展期。再看“電視定位”技術(shù)分支，其申請(qǐng)高峰出現(xiàn)在1999～2004年，自此之后申請(qǐng)量迅速減少，顯示該項(xiàng)技術(shù)處于停滯期。

此外，從各項(xiàng)技術(shù)的申請(qǐng)絕對(duì)數(shù)量來看，“短距無線通信”和“GPS+蜂窩網(wǎng)絡(luò)+其他”、“無線傳感器”是近期研究的技術(shù)熱點(diǎn)，尤其是“短距無線通信”技術(shù)，申請(qǐng)?jiān)隽柯食^“GPS+蜂窩網(wǎng)絡(luò)+其他”，居于首位，表明業(yè)界各家公司在此技術(shù)上申請(qǐng)和布局最多。

3.3.3 各技術(shù)分支中國(guó)申請(qǐng)年代分布

圖3是各技術(shù)分支申請(qǐng)量中國(guó)年代分布圖，可以看出，與全球不同，中國(guó)自1996年才開始有涉及衛(wèi)星導(dǎo)航混合定位的專利申請(qǐng)，其余分布規(guī)律與全球申請(qǐng)量分布大體相同。除了“短距無線通信”、“無線傳感器”是近期研究的技術(shù)熱點(diǎn)外，“偽衛(wèi)星”技術(shù)和“蜂窩網(wǎng)絡(luò)+其他”的專利申請(qǐng)也持續(xù)增加且數(shù)量，顯示出我國(guó)研發(fā)機(jī)構(gòu)對(duì)這兩項(xiàng)技術(shù)仍保有研發(fā)熱情。

圖3 各技術(shù)分支中國(guó)申請(qǐng)年代圖

（未完待續(xù)）

Fourth of The Reports for Satellite Navigation Patent Analysis --Satellite navigation hybrid location technology(Ⅰ)

Shi Rui1, Liu Qingquan1, Ding Wenjia2
(1.Patent Examination Cooperation Center of Patent Office, State Intellectual Property Office of The P.R.C, Henan, Zhengzhou, 450000; 2.Examination service management Department, Patent Office, State Intellectual Property Office of The P.R.C, 100088)

Satellite navigation hybrid location technology which integrating Global Navigation Satellite System (GNSS) and ground network is a important branch of location technology. Based on masses of precise data statistics, this paper comprehensively presents patent application situation for Satellite navigation hybrid location technology, applicant characteristics, as well as technical branch distribution in China and all over the world. Furthermore, it reviews its current status in industry and technical development route with patent information as an entry point.

hybrid location; satellite navigation; patent information

10.3969/J.ISSN.1672-7274.2015.08.013

TN96文獻(xiàn)標(biāo)示碼：B

1672-7274（2015）08-0046-04

*石蕊與劉清泉為等同第一作者。