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定位技术:失而复得不是梦?

作者:冯飞
来源:知识产权报
日期:2014-03-25 09:17:12
摘要:记者在采访中了解到,国内外企业和研究机构已经研发出多种定位技术,目前,该技术主要应用在交通运输、智能城市管理、灾害救援、测量测绘、物流领域、农业领域等。有专家表示,由于国外企业在定位技术方面研发起步较早,不仅掌握了该领域的核心技术,且技术质量较高。国内企业虽然也掌握了多种定位技术,但与国外企业相比,其在定位装置的定位精度、信号处理能力、抗干扰能力方面还存在一定的差距。

  继“时间去哪儿”成为今年热门词汇之后,近段时间,人们都在问MH370去哪儿了?

  3月8日凌晨2:40分,马来西亚航空公司一架MH370航班从马来西亚军方雷达屏幕中消失,与地面失去联系。尽管25个国家在海、陆、空展开拉网式搜索,但MH370犹如人间蒸发,毫无踪迹。在智能手机、汽车都可以实时定位的今天,为何失联飞机无法靠定位装置确定最终位置?一时间,定位技术成为社会公众关注的热点话题。

  记者在采访中了解到,国内外企业和研究机构已经研发出多种定位技术,目前,该技术主要应用在交通运输、智能城市管理、灾害救援、测量测绘、物流领域、农业领域等。有专家表示,由于国外企业在定位技术方面研发起步较早,不仅掌握了该领域的核心技术,且技术质量较高。国内企业虽然也掌握了多种定位技术,但与国外企业相比,其在定位装置的定位精度、信号处理能力、抗干扰能力方面还存在一定的差距。专家建议,国内企业应加强核心技术的研发力度,尽快提高定位装置核心芯片的处理能力、降低成本,以及培养用户的使用习惯。

  应用 定位技术多样 市场需求旺盛

  定位技术最早出现在上世纪90年代的军事领域,以提供精确制导、战场监控和单兵作战系统保障,后来逐渐被广泛应用于商业和科学研究。目前,国际上常用的定位技术有卫星定位、蜂窝网定位、WiFi定位、惯性定位、射频识别定位、蓝牙定位、PPD定位等。

  北京航空航天大学电子信息工程学院教授杨东凯一直致力于定位技术的研究工作,他在接受中国知识产权报记者采访时介绍:“卫星定位是利用定位装置向卫星发射无线电信号,当地面接收机收到卫星发回的信号后,提取有价值的信号并进行调解分析,从而确定目标的位置,目前,能够覆盖全球的卫星定位系统包括美国的GPS全球定位系统、俄罗斯的GLONASS全球导航卫星系统、中国的北斗二代卫星导航系统,欧洲的伽利略卫星导航定位系统;蜂窝网定位是利用移动通信系统的基站对手机用户进行定位,相对于卫星定位,其定位精度较低,若能将其和卫星定位技术融合,将能够为用户提供高性能的定位服务;WiFi定位是利用无线数据传输网络WiFi的信号,在室内能够提供精度可达3米至5米的定位服务;惯性定位是利用惯性传感器实现相对定位,通过测量用户的移动距离和移动方向来确定用户的位置;射频识别定位技术是利用移动标签确定用户通过某个区域的位置。”

  “目前,国内外市场对定位技术的需求非常大,尤其是卫星定位已经成为国家重大的信息化基础设施。由于卫星定位技术具有广泛的产业关联度,并与通信产业相互融合,它影响着人们日常生活中的各个领域,有望成为继移动通信和互联网之后的全球第三个发展得最快的电子信息产业。”国家知识产权局专利局专利审查协作河南中心光电技术发明审查部副主任赵景焕在接受本报记者采访时介绍,目前,定位技术已经被广泛应用于交通运输、航空航天、军事、海洋、气象、灾害救援、测量测绘、电信、水利、农业、渔业、勘探及智能城市管理等诸多领域。

  国外 掌握核心技术 专利布局周密

  记者在采访中了解到,美国和欧洲一些国家对定位技术的研发起步较早,掌握了该领域的核心技术,并在全球开展了专利布局。赵景焕经过全球专利文献检索发现,在定位技术方面,美国共提交了2247件专利申请,德国共提交了323件专利申请。

  “在定位技术方面,美国和欧洲一些国家不仅专利申请数量占优,专利质量更高,且掌握了该领域的核心技术。比如国外一家企业首先研发出了窄相关技术,它是各类导航系统接收机设备的关键技术,可以提高接收机的跟踪精度。该企业还研究通过使用DGPS技术、卫星分布质量图等技术来消除误差,估计整周模糊度,不断提高定位精度。”赵景焕表示,该企业不仅持续加强技术研发,还针对关键技术提交了多件专利申请,比如窄相关、双频GPS、整周模糊度解算、双模接收机、卡尔曼滤波和网络RTK等。

  国外企业不仅定位水平较高,且技术含金量较高。“国外研发的定位装置在以下3个方面都占有一定优势:一是精度高,可以实现1米以内的精确定位;二是抗干扰能力强,其在工作中受到电子设备的影响较小;三是信号处理能力强,信号接收机收到卫星等发回的信号效果好,可以快速提取有用的信息。”赵景焕介绍,国外卫星的传感技术和探测技术水平较高,这能保证卫星导航定位系统能够探测和发送更多有价值的信息。此外,定位技术是一个产业关联度较强的产业,它还需要相关配套设备的支持,比如相关电子设备、设备需要的材料等,国外很多企业在这些方面都具备一定的优势。

  国内 研发能力不足 核心技术较少

  中国企业在定位技术方面的研发起步较晚,国内研发的定位技术与美国和欧洲一些国家相比还有很大差距,还未掌握高水平的定位方法,且在该领域的专利申请量较少。赵景焕经过全球专利文献检索发现,在定位技术方面,中国申请人共提交了387件专利申请。

  广州中海达定位技术有限公司(下称中海达)是一家依托北斗卫星导航系统,为机械和机车行业提供高精度定位服务和导航监控服务的企业。“目前,中海达研发的定位技术已经被广泛应用于交通、安全监测、机械控制等多个领域,并针对相关技术提交了5件专利申请。”中海达公司总经理罗树江在接受中国知识产权报记者采访时介绍,在交通方面,中海达研发的定位技术及定位装置已经被应用于鞍钢集团的货运铁路机车,车站调度人员可以实时监控火车在哪条轨道运行,以及运行的时间、位置等详细信息;在安全监测方面,中海达将自主研发的定位终端放置在容易出现自然灾害的地方,如果该地区出现险情,设备可以在第一时间获取发生自然灾害的具体地点;在机械控制方面,鞍钢集团露天矿机械控制系统采用两台接收机引导牙轮钻钻孔,实现了对钻孔进行5厘米内的定位。

  “美国和欧洲一些国家掌握了高水平的定位方法,并针对关键技术进行了专利布局,国内企业差距较为明显。”杨东凯介绍,很多国内企业定位技术的定位精度低、可靠性差、接收机成本高。尤其值得一提的是,国内企业在定位装置芯片的研发方面水平较低,这是制约我国定位技术广泛应用的瓶颈之一。

  “中国的北斗卫星导航系统在核心技术、设备方面均已实现国产化,与美国GPS全球定位系统相比,其在硬件方面也不落下风,子产业链也受到了各企业的青睐。”中投顾问高级研究员任浩宁在接受本报记者采访时建议,国内企业应尽快提高核心芯片的处理能力,提高定位装置的便捷性、降低成本、培养用户的使用习惯,才能不断提高国内企业定位技术的应用化水平。

  业内专家同时强调,即使定位技术在很多时候能够以“失而复得”来结束人们的“虚惊一场”,但不管多先进的定位技术,如果定位装置关闭或者损坏,其定位功能将很难实现。

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