卫星导航领域检索策略及分析

专利局光电技术发明审查部张亚玲

主要内容

• 课题背景及产业状况

• 检索基础知识

• 领域特点

• 课题成果

课题背景及产业状况

空间部分

地面部分 用户部分

导航系统名称 GPS系统 GLONASS系统 GALILEO系统 北斗导航系统（二代）

所属国家 美国 俄罗斯 欧盟 中国

开发历程 20世纪70年代-1994年

20世纪80年代初开始建造，1995年投入使用

20世纪90年代提出，2002年正式批准，2008年4月开始建设

20世纪80年代中期开始，2003年建成北斗一代，2012年北斗二代亚太区组网完成

用户范围 军民两用，军用为主

计划卫星数量 36颗 30颗 30颗 35颗

建设进展 目前在研制GPS第三代系统

目前有20颗卫星，只有18颗处于运行状态，1颗处于系统连接，1颗处于维修状态

1999年欧盟公布建设计划，目前系统处于建设中

由16颗导航卫星组成的北斗系统已正式对亚太大部分地区提供服务

导航精度 定位精度：0.1-0.5米； 测速精度：0.01米/秒；授时精度：15ns-30ns

定位精度：10-15米；测速精度：0.01米／秒；授时精度：20-30ns

定位精度：1米 全球开放定位精度：10m；区域定位精度：1m；授时精度：20ns；测速精度：0.2m/s

比较 成熟 抗干扰能力强 精确度高 独有位置报告、短报文通信服务，突出互动性和开放性

课题背景及产业状况-全球卫星导航系统比较

课题背景及产业状况-产业链构成

用户层

产业链下游

产业链中游

产业链上游卫星系统（GPS、北斗等）

课题背景及产业状况-国外专业市场

企业 主要产品 应用领域

Trimble GPS接收机、解决方案等

大地测量、建筑、农业测绘、公用事业、移动资产管理、政府等多个领域提供产品和解决方案；高精度连续运行基准站，VRS。

NovAtel OEM板卡、天线、接收机、Waypoint软件等

高精度导航定位：测绘、GIS、精密农业机械导航、港口自动化等，其参考接收机是某些国家的航空地面网的核心设备

Topcon GPS、全站仪、水准仪、经纬仪等

测绘、国土、水利水电、矿山、电力、精密农业/机械等

专业市场其他企业：麦哲伦、Javad、徕卡等。

课题背景及产业状况-国外消费类市场

企业 主要产品 应用领域

SiRF 导航芯片、软件产品

无线手持设备、汽车、手提电脑、消费电子，商业模式适应市场的大量需要。

U-Blox 导航芯片、模块、接收板、天线等

SiRF的强劲对手。

Global Locate 导航芯片、AGPS基础产品等

无线手持设备、汽车、消费类电子领域，室内导航技术。

国外其他企业：BroadCom、Nemerix、TI、Atmel、ST、Maxim、NXP、Infineon、Sony、高通、Epson等。

课题背景及产业状况-国内主要企业

企业 主要产品 应用领域

南方测绘 测距仪、电子经纬仪、全站仪、GPS、网络CORS等系列测绘仪器，北斗产品。

国土、水利、农林、海洋、交通等，数据采集、电力、公路测量等。

中海达 GNSS、GIS、海洋产品、系统工程等，北斗产品。

三维激光、精细农业、特种车辆及船舶导航与监控、机械精密控制等

北斗星通 NovAtel代理商，板卡、接收机、星站差分、GPS天线及附件、GNSS模拟器、北斗导航产品等。

国防装备、海洋渔业、测量测绘、港口码头、精细农业/机械控制、变形监测、气象监测、通信、电力等

专业市场国内其他企业：国腾电子、海格通信、合众思壮、中国卫星、四维图新、高德软件等。

检索基础知识--一般流程

– 检索前的准备• 理解申请文件

• 确定检索领域

– 权利要求的分析• 理解技术方案

• 确定关键技术点– 确定基本检索要素

– 表达基本检索要素

– 制定检索策略

– 浏览、筛选文献

检索基础知识—案例

技术领域：

技术问题：

技术手段：

技术效果：

遥感目视解译制图（费时费力，成本高，效率低）

基于像素的遥感影像分类（城区结构复杂、同物异谱、异物同谱等影响，效果差

遥感技术应用领域（城市发展规划、城区测绘）

用计算机自动提取代替人工视觉提取

对影像采取面向对象的自动分类

降低成本，提高效率、自动化程度和精度

发明名称：城区地面不透水性程度分析制图方法分类号：G01S 17/89

检索前的准备－阅读申请文件并理解发明

检索基础知识—案例

1. 一种城区地面不透水性程度分析制图方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤一，对选择好的城区多光谱遥感影像进行第一次分割，并对生成的影像对象层进行面向对象的分类，然后再在分类的层上执行基于分类的融合，从而获得城区与非城区分布范围的影像对象层；

步骤二，对所述城区多光谱遥感影像进行第二次分割，获得表示城区完全不透水性地面独立结构单元的影像对象层，也对生成的影像对象层进行面向对象的分类；

步骤三，对所述城区多光谱遥感影像进行第三次分割，获得表示城区不同地块的影像对象层，结合第一次和第二次影像分割对象层分类的特征信息，对第三次生成的所述表示城区不同地块的影像对象层进行面向对象的分类，把城区地块按不透水性程度的大小进行分类；以及

步骤四，输出对所述第三次分割的影像对象层分类后的结果图，即获得城区地块按不透水性程度大小分类的结果图。

权利要求分析－确定关键技术点

检索基础知识—案例

对“光谱遥感影像”按不同的尺度进行三次“分割”，对影像对象层进行“面向对象”的“分类”，按不透水性程度的大小进行分类，输出结果。

权利要求的主题名称：城区地面不透水性程度

关键词（扩展检索词）：

城区（城市），地面（地表），透水性（透水率、透水度），光谱，遥感，影像（图像），面向对象（像），分割，分类

权利要求分析－提取检索要素（关键词）

检索基础知识—案例

制订检索策略，浏览并筛选检索结果

对比文件1：

面向对象分类在城市地表不可透水度提取中的应用

作者：孙志英等《地理科学》

公开日：2007年12月

对比文件2：

基于高分辩率卫星影像的城市用地不透水率分析

作者：陈爽等《资源科学》

公开日：2006年2月

对比文件1：

面向对象分类在城市地表不可透水度提取中的应用

领域特点

• 政府背景浓厚

• 技术发展历程不长

• 企业特征明显

• 国内外技术水平差距明显

• 国内外企业产品领域分布有别

领域特点－政府背景浓厚

• GPS、GLONASS、GALILEIO、北斗均是从军用发展起来的

• 每个系统在发展过程中，政府的推动都起到相当重要的作用

领域特点－技术发展历程（GPS）

• GPS系统的前身－子午卫星导航系统（NNSS），1958年

• 1973年，海空军的方案合二为一

• GPS的计划实施

• 军转民

• 广泛应用

领域特点－企业特征

• 专业市场

• 消费类市场

领域特点－国内外技术水平

• 关键技术突破

• 高精度专业技术

• 系统集成

领域特点－国内外企业产品分布

• 中上游技术（芯片、接收机板卡、地图）

• 下游和用户层应用

课题成果－申请量分布

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

200

1979 1981 1984 1986 1988 1990 1992 1994 1996 1998 2000 2002 2004 2006 2008 2010 2012

US申请量 

总申请量 

课题成果－技术演进

课题成果－重要申请人天宝

0

20

40

60

80

100

120

140

160

19851988198919901991199219931994199519961997199819992000200120022003200420052006200720082009201020112012

进中国国家阶段 GNSS 总申请量

天宝公司各技术分支统计图

1987 1988 1989 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012

测绘

导航

农业

建筑

机械

课题成果－重要申请人天宝

课题成果－重要申请人诺瓦泰

课题成果－重要申请人诺瓦泰诺瓦泰申请量年代图

1983 1984 1985 1986 1987 1988 1989 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012

地震

飞机导航

摄影测量

授时与同步

天线

电子元件

GNS S

无线网络

通信设备和方法

课题成果－重要申请人SiRF

1 3 5 19 10 10 7 2 7 2 1 4 9

4 2 16 14 7 4 2 4 4 4 10 1

1 3 11 2 1 4 2 4 6 4 8 2 1

3 1 5 4 1 3

1 2 1 1 3 5 1

1 2 2 1 1 2 2 1

1 1 1 2 2

1 3 1 1

1 1 1 1 1

2 1

1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012

缩短定位时间

多信息融合

消除多径

估计卫星状态

微机械结构

辅助定位

多媒体

无线网络

弱信号

省电

年份0

10

20

30

40

50

60

70

1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011

0

1

2

3

4

5

6

7

总申请量/项 并购数量/个 合作数量/个

课题成果－重要申请人SiRF

发明人

54

49

32

32

27

26

24

23

21

20

GARIN

GRONEMEYER

NORMAN

PANDE

CHANSARKAR

BRODIE

FALK

UNDERBRINK

PENG

WANG C

课题成果－专利诉讼SiRF, Global Locate和Broadcom之间的较量

• 技术的发展为行业应用的拓展打下基础

• 政府的政策规定影响甚至决定了行业的发展方向

• 研发的动力来自市场需求及政策推动，依靠核心技术占据市场

• 准确把握技术发展脉络，缩短与国外厂商在技术上的差距

• 发挥自身技术优势，积极向行业应用进行扩展

• 重视借助合作并购手段，不断进行自我完善

• 专利诉讼的策略值得国内业界关注和学习

课题成果－结论和建议

谢谢！