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星辰大海 熠熠生辉

来源:中国知识产权网     发布时间:2020-08-05     点击量:
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——北斗三号成功组网背后的知识产权故事

  这一天,“星光”亮过日光。7月31日,北斗三号全球卫星导航系统正式开通。

  “这是对我们十几年工作的肯定,具有里程碑意义。未来我们将不负使命、不负众望,继续致力于我们国家的航天事业,注重科技创新,加强知识产权创造、保护、运用,为新一代导航系统论证、提升我们国家航天水平、打造国之重器方面发挥重要作用。”受邀参加开通仪式的中国科学院微小卫星创新研究院(下称卫星创新院)院长、北斗三号卫星系统总指挥龚建村难掩激动之情。

  铸星星的人

  作为全球第四个全面组网的卫星导航系统,跟GPS、格洛纳斯和伽利略比起来,北斗还略显年轻,“身体素质”却不亚于“老大哥”们。北斗导航系统全球范围定位精度优于10米、测速精度优于0.2米/秒、授时精度优于20纳秒、服务可用性优于99%,功能性能指标达到世界一流。

  这群年轻的星星背后,有一群年轻的“铸星者”。30颗北斗三号卫星中,有10颗来自卫星创新院的北斗导航卫星研究团队。而这个团队的平均年龄只有31岁。卫星创新院副院长、北斗三号卫星系统总设计师林宝军告诉本报记者,通常一项重大攻关需要花十年时间,而一颗卫星的寿命也只有十多年,在卫星的生命末期,用的是二十年前的技术。如何让卫星在“服役”过程中,不会因技术过时而“下岗”,是卫星创新院一直钻研的目标。林宝军说,团队打破以往新技术不超过30%的惯例,在配置上尽量进行前瞻性的规划,用软件升级更新来为卫星增加新的能力,“‘软件重构和在轨赋能’就像是手机下载新的APP,我们给天上的卫星下载更新,就可以让它们在上天后完成性能、能力的持续改进。”

  林宝军介绍的“软件重构和在轨赋能”是卫星创新院的专利技术。他告诉记者,卫星创新院拥有一系列北斗相关核心专利,解决北斗组网运行中的“卡脖子”问题。“我们的北斗比GPS等系统布局要晚,地面的有些地方我们‘够不到’。为解决地面覆盖问题,我们提出自主知识产权的相控阵星间链路方案,这样只要在天上有一颗卫星连上了,所有的卫星就都连上了,通过‘接力’,连起一个个点,全球就都能‘看见’了。”

  北斗卫星从试验到组网的这些年来,自主知识产权产品在卫星核心器部件的比例不断扩大,现在已经达到100%的“中国星,中国心”。北斗卫星最关键的器部件——高精度原子钟,使用了由中国科学院上海天文台和中国航天科工集团二院203所研制的氢钟。林宝军介绍,国际上的导航卫星多使用铷钟,而北斗三号卫星使用的氢钟比铷钟稳定性更高、漂移率更小,平均每1000万年只有1秒误差。同时,北斗三号采用卫星创新院的核心专利“时频无缝切换技术”,“假如主钟突然坏了,也只需20皮秒——1万亿分之20秒——就能在两个钟之间无缝切换。这是我们领先世界的制高点技术。”林宝军说。这些拥有自主知识产权的核心技术有效支撑了“中国星”闪耀寰宇。

  摘星光的人

  “天上好用,地上用好。”一颗又一颗北斗卫星接连发射入网,在苍穹之上忠诚地捍卫职责,践行了“天上好用”的诺言。在“地上”,全国各地不同行业、不同性质的企事业单位工作者们,也在仰望星空,努力撷取北斗的星星之火,照亮地球的每个角落。

  由于我国卫星导航起步较晚,最适合卫星导航的黄金频段已被发达国家占用,北斗只能从航空导航频段中最大限度地挤出一小段使用。这个频段与4G网络信号频段接近,致使产品实际应用时需采取措施规避信号干扰。

  “我们在研发中针对北斗信号频段干扰问题,在芯片端布局设计上,首创北斗信号和4G信号共存算法,避免了不同频点之间的信息干扰,解决了用户在日常使用场景中,一旦打电话会导致定位信息不准确的问题。”广东小天才科技有限公司有关负责人介绍,小天才电话手表绝大部分都搭载了北斗定位功能,目前该公司在北斗定位方面已提交了37件中国发明专利申请,形成了布局完善的应用北斗技术解决可穿戴设备定位问题的方案。

  我国各大运营商在布局下一代通信技术时,也为北斗留出发展空间。目前,中国移动在开展5G系统试验时,特意与北斗频段之间留出了足够的“隔离带”,许多企业也开展了“北斗+5G”布局。在北斗三号全球卫星导航系统建成开通新闻发布会上,中国卫星导航系统管理办公室主任、北斗卫星导航系统新闻发言人冉承其表示,5G和北斗卫星导航系统具有天然融合性,北斗和5G的融合一定会催生出新兴产业、行业,带来新的经济增长点。

  如今,我国企业围绕北斗技术应用的专利布局不断完善,各种类型的位置服务公共平台和智能终端应用普及,产品性能与国际同类产品相当,并已形成一定价格优势。企业针对北斗产业链或产品链中关键节点的技术,如芯片、增强系统等加快专利布局,并有意识地在技术空白点上进行专利挖掘,产业链下游产值占比已经上升到41.6%,2020年我国卫星导航与位置服务产业总产值有望超过4000亿元。星空的璀璨,正在无数人脚踏实地的奋斗中,洒满地球每一个角落。

  画星路的人

  北斗为行人指路,谁来为北斗指路?漫漫星途,既要有人埋头“造星”,也要有人抬头“探路”。

  目前,我国北斗系统企业主要集中在6个产业园区,如何充分发挥产业集聚效应成为相关知识产权工作者们思考的问题。

  “我国卫星导航与位置服务产业正迈向崭新的发展阶段,需要政府和智库深入分析形势,有效加以引导,促进知识产权与产业深度融合,提高北斗导航产业的核心竞争力。”广州开发区北斗导航知识产权联盟有关负责人向记者表示。

  2019年11月,国家知识产权局知识产权运用促进司和广州中新知识产权服务有限公司(下称中新公司)联合发布《北斗产业专利分析报告》,对企业今后的技术研发和专利布局切入点和发展方向提出了具体建议:企业在专利申请数量保持增长的同时,还应注意提升专利整体质量,围绕芯片设计、天线、增强系统方面提交专利申请,而不应该仅在产业下游、应用层面提交专利申请,要形成围绕产业链、产品链的专利组合……要考虑在重要市场国家或地区的专利布局策略。中新公司负责人告诉记者:“我们将根据该报告继续以知识产权为产业发展护航,营造支撑北斗导航产业技术创新的知识产权环境,构筑北斗导航产业知识产权竞争优势,让北斗系统在全球更广泛应用。”

  而在中国北斗卫星导航(南京)产业基地,江苏省知识产权局、南京市知识产权局联合南京九致信息科技有限公司开展了北斗卫星导航产业专利预警分析。通过调研北斗产业链上下游情况,他们从全球、全国和江苏省三个维度,全面分析了二十年来北斗卫星导航领域专利情况、技术发展趋势、专利技术区域布局和流向分布带来的竞争态势,为企业技术研发和专利布局提供了可行性建议。

  “开放彰显乾宇志,融合时空谋共赢。”北斗三号系统全面开通之际,林宝军赋藏头诗一首,把“自主创新、开放融合、万众一心、追求卓越”的新时代北斗精神融于诗内。这些来自星星的寄语,正在星辰大海中熠熠生辉。(记者:孙迪 中国知识产权报)



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