2020年7月31日,北斗三号全球卫星导航系统建成开通。从此,北斗的光辉不仅照耀苍穹,更悄然融入亿万百姓的日常生活。
5年来,这颗“中国星座”的足迹从国之重器延伸至百姓指尖。其背后,一套严密、自主的知识产权体系如同无形的轨道,支撑着北斗系统服务能力的跃升与应用版图的扩张。从核心器部件的国产化突围到全球频谱资源的博弈,从基础研究的专利布局到产业应用的生态构建,北斗系统以自主创新为笔,以知识产权为墨,书写了中国科技自立自强的崭新篇章。
自主创新铸就北斗“硬核”底色
北斗系统在建设之初便面临核心技术受制于人的严峻挑战。导航卫星的“心脏”——星载原子钟长期依赖进口,成为制约北斗性能的瓶颈。
为此,中国科学院精密测量科学与技术创新研究院梅刚华团队以“十年磨一剑”的韧劲,攻克了原子钟的稳定性难题,将铷原子钟短期频率稳定度提升至E-14(百万亿分之一)量级,并申请10多件国内外专利。这一技术不仅填补国内空白,也为北斗导航工程铸造了一颗最强中国“心”。“北斗三号卫星上,装备了45个我们的铷原子钟!”梅刚华自豪地说。
在卫星制造领域,北斗团队首创“软件重构和在轨赋能”技术,通过远程更新卫星软件实现功能迭代,相当于为卫星装上“永久升级补丁”。此外,北斗三号还攻克了星间链路技术,通过自主知识产权的相控阵天线实现卫星间“太空组网”,解决了地面站覆盖不足的难题,使北斗成为全球首个混合星座导航系统。
信号体制练就“独门秘籍”。北斗三号拥有全球短报文通信、星基增强等特色服务,其信号结构、编码调制、信息传输协议等均拥有自主知识产权。中国兵器工业集团有限公司联合中国移动通信集团有限公司、中国电子科技集团有限公司以及国产手机厂商,攻克多项关键核心技术,完成国内首颗手机北斗短报文通信射频基带一体化芯片研制。该成果实现“不换卡、不换号、不增加外设”的大众手机“一号双网”设计,全球首次实现了大众智能手机卫星通信能力。自此,亚太地区的用户可畅享北斗三号系统的短报文通信服务,告别“不在服务区”的尴尬。
标准体系增强“话语权”。《北斗产业发展蓝皮书(2024年)》显示,北斗系统服务及相关产品已输出到130余个国家。中国积极参与国际标准的制定工作,发布多项与北斗卫星导航系统相关的国际标准,为民航、搜救卫星、海事、移动通信等关键领域产业发展和应用奠定基础。
“北斗三号作为中国卫星导航系统发展的第三个阶段,对应全球组网系统,其核心差异主要体现在覆盖范围、定位精度等方面,并且通过技术迭代构建了渐进式发展路径。”北京量子信息科学研究院研究员杨仁福曾参与北斗三号星载原子钟和地面原子钟的研发工作,他作为发明人的专利“一种实现CPT原子频率标准的方法及装置”获第二十一届中国专利金奖,该专利及其相应产品可提升导航系统应用的安全性和可靠性。
知识产权激活北斗“千行百业”
北斗三号的全球组网与稳定运行,源于数十年如一日对核心技术的深耕与布局。这些突破背后,是知识产权战略与科技创新的深度融合。杨仁福表示,北斗三号的五载征程,揭示了一条中国科技自立自强的路径,即以核心专利突破“天花板”,以标准布局赢得“话语权”,以产业融合释放“生态力”。5年间,知识产权的高效创造、保护与运用,成为驱动北斗应用场景增长的有力引擎。
在产业端,中国北斗企业以“专利先行”策略抢占全球市场。广州海格通信集团股份有限公司承担了北斗系统重大专项核心基础元器件攻关项目,在北斗三号器部件国产化中贡献12款芯片4款组件,成功为中国北斗应用解决了“缺芯之忧”,其布局的诸多专利有力支撑了北斗三号全球系统组网运行。
在海洋科技领域持续深耕的新诺北斗航科信息技术(厦门)股份有限公司(下称新诺北斗),研发出基于高精度单北斗技术的自动识别系统智能船载终端。这一创新成果为海上渔船实时监控等关键观测任务提供了有力的信息化支撑。新诺北斗副总经理陈杰文向本报记者介绍,新诺北斗在技术研发上成果颇多,目前已拥有44件相关专利,覆盖船舶自动识别系统核心技术等多个技术领域。
与此同时,北斗系统创新主体通过专利许可、作价入股、产学研合作等多元转化模式,让大量北斗核心技术专利从实验室走向生产线。
商标品牌塑造市场信任。“北斗”作为国家名片,其品牌价值蕴含巨大的市场号召力,“北斗+”形成的众多子品牌、产品商标与服务标识,有效维护了北斗应用市场的健康生态。
地理信息安全筑牢“无形界碑”。北斗系统提供的位置、导航、授时服务是时空大数据的核心来源。相关知识产权及配套的地理信息安全法规,共同构成了保护国家敏感地理信息安全的关键屏障。
北斗五载,星河璀璨。北斗应用从“天边”落地“身边”,始终离不开知识产权制度的高效运作。未来,随着北斗与5G、人工智能的深度融合,加大知识产权保护力度愈发重要。唯有以自主知识产权筑基,方能于星辰大海中锚定“中国坐标”。