艦船目標特性測量技術專利分析與發展研究*

王雅芬 石 敏 江志浩 鄭義成

（中國人民解放軍91977部隊 北京 102249）

1 引言

水中目標類別包括：水面艦、潛艇、水中兵器、無人潛航器以及民用目標等。水中目標所呈現的物理場信息特征包括：水下噪聲、聲散射、磁、電、水壓、尾流（尾跡），水面光學、紅外、電磁（RCS）等。其表征形式為：能量分布、時頻分布、空間分布、距離分布等。

目標特性測量是獲取水中目標物理場特性的主要手段。測量目標聲光電磁等信息和環境特性數據，增加對水中目標的充分了解，為水中目標識別技術研究提供數據支撐，對提升武器裝備性能，進行精確打擊等具有重要作用。

海洋環境復雜，對已知和未知目標進行目標特性測量，具有很多的不確定性，存在獲取途徑稀少、數據匱乏、置信度低、處理能力不足等問題，急需通過多種研究手段提升目標特性測量能力。

在全球高新技術爆炸式發展、全球專利申請迅速增長的形勢下，專利分析通過統計專利信息、挖掘重要專利等方式，已經成為了解技術發展本質與動態，預測產業和技術發展方向，制定未來科研計劃的重要手段。在目標特性測量技術領域，利用專利文獻的公開性與前沿性，結合多渠道資源研究，分析創新主體，判斷關鍵技術節點，分析技術研發階段，預測技術發展方向與趨勢，使我國及時掌握國外主要軍事國家技術發展新動向，并為初步分析和預判技術發展與應用的潛在影響，以及開展相關項目規劃提供參考。

2 目標特性測量技術專利分析

目標特性測量技術專利分析主要包括遴選測量領域關鍵技術、基于關鍵技術進行技術體系劃分和技術譜系構建，選取專利檢索工具，制定專利檢索策略，開展專利檢索分析，并基于專利檢索分析結果進行目標特性測量技術領域技術發展趨勢預判和專利布局。如圖1所示是目標特性測量技術專利分析流程圖。

圖1 水中目標特性測量技術專利分析流程

水中目標特性測量技術主要包括多物理場特性綜合測量技術、多物理場數據處理技術、測量設備加改裝技術等［1～12］。基于以上三個關鍵技術進行技術譜系構建和專利檢索分析。技術譜系構建的正確與否直接決定了專利檢索分析的結果，通過對三個關鍵技術進行研究細化，得到技術譜系。表1為構建的技術譜系。

表1 水中目標特性測量技術技術譜系［5～18］

3 開展專利檢索

3.1 專利檢索工具

中英文專利檢索工具均采用Incopat專利庫。Incopat科技創新情報平臺是一個涵蓋世界范圍海量專利信息的檢索系統，目前收錄了全球120個國家、組織或地區，超過1.4億件的專利文獻，其數據采購自官方和商業數據提供商，并且對專利著錄信息、法律、運營、同族、引證等信息進行了深度加工及整合，可實現數據的24小時動態更新。Incopat提供了“原始數據庫”和“同族數據庫”兩種數據展示形式的數據庫，用戶可根據需求自行選擇對單件專利文獻或者對整個專利家族進行檢索和數據處理；提供了簡單檢索、表格檢索、指令檢索、批量檢索、引證檢索、法律檢索、語義檢索、擴展檢索等多種檢索方式，在機器翻譯系統的支持下，Incopat可以用中英文同時查詢和對照瀏覽全球專利。

3.2 檢索范圍界定

主要針對國內外目標特性測量技術領域的專利變化趨勢和技術發展進行針對性研究，檢索地域范圍包含全球范圍內公開的目標特性測量領域專利數據，檢索時間截止根據需求選定。

3.3 檢索策略設計

采取“分—總”的檢索策略，首先針對各二級分支進行獨立檢索，反復迭代完善檢索檢索式，經過人工降噪和去重后形成專利數據池，最后經過合并累計形成目標特性測量領域關鍵技術專利數據庫。

3.4 主要IPC分布

為充分了解目標特性測量領域的專利申請狀況和技術發展動態，利用IPC分類號限定關鍵詞以確保檢索的準確性，利用關鍵詞檢索結果形成的IPC分布對檢索式進行限定。通過初檢呈現IPC，選取與目標特性測量領域技術發展相關的IPC對關鍵詞進行限定，剔除冗余技術分支，確保在專利數據查全的同時查準。IPC分類號從G01（測量；測試）、G06（計算；推算；計數）、H04（電通信技術）、G05（控制；調節）、B63（船舶或其他水上船只；與船有關的設備）、H01（基本電氣元件）、G08（信號裝置）、G08（信號裝置）、F41（武器）、F42（彈藥；爆破）這些大類進行限定開展檢索［1～20］。

4 基于檢索結果進行專利分析

4.1 水中目標多物理場特性綜合測量技術專利態勢分析

基于檢索結果從申請年度、主要專利權人、專利價值度等三方面進行專利分析。如圖2是水中目標多物理場特性綜合測量技術近二十年的年度申請趨勢分布，由圖2看出整體呈現向上增長態勢，2001～2006年這一時期全球范圍內目標多物理場特性綜合測量領域技術創新處于萌芽期，專利數量較少，2007～2010年這段時間，全球整體專利申請趨勢呈現出先升后降的小幅度波動趨勢，中國專利申請開始呈現波動上升的發展態勢，其余主要國家的申請態勢較為平穩，未發生明顯變化。而在2011年之后中國成為申請專利數量最多的國家，保持快速發展態勢，但是在2016年出現下降態勢，此后又呈現迅速增長趨勢。

圖2 水中目標多物理場特性綜合測量技術專利申請趨勢圖

如圖3和圖4所示，可以看出，國內申請人以科研院所為主，其中西電、哈工程、西工大等在該領域專利數量較為突出；國外以美國海軍和韓國國防發展署以18件專利申請并列第一位，從專利申請人的類型看，排名前十位的專利權人中除韓國國防發展署和美國海軍之外，其余均為企業主體，且大都為軍工領域實力較強的企業。

圖3 水中目標多物理場特性綜合測量技術中國主要申請人分布

圖4 水中目標多物理場特性綜合測量技術國外主要申請人分布

專利價值度分值為1～10分，通常認為分值越高則專利價值越大。如圖5所示，由圖中看出，中國申請人的專利價值度分布較為均勻主要集中在5～9分的區間內，專利價值度為9分的專利最多共有364件，說明中國申請人的專利價值水平具有一定的含金量。但就10分的專利分布看，盡管中國申請人的專利申請數量較多，僅有7件價值度為10分的專利。美國申請人擁有的10分專利數量最多為53件，日本、韓國及英國申請人所擁有的10分專利也均超過中國，分別為29件、15件及11件。可以發現，中國申請人有大量的專利具備一定的價值，但就高價值的10分專利而言數量不足，因此在技術研發的同時需考慮拓展創新維度，增強基礎研究以提升專利價值。

圖5 目標多物理場特性綜合測量技術專利價值度分布

4.2 多物理場數據處理技術專利態勢分析

如圖6所示，2001～2006年這一時期全球范圍內水中目標多物理場數據處理技術創新競爭較為激烈，主要創新國家在這一時期均產生了一定數量的創新成果，中國在這一時期的專利申請具有一定優勢。2007～2010年這段時間，全球整體專利申請趨勢呈現快速上升的趨勢，中國專利申請開始也呈現出上升的發展態勢，其余主要國家的申請態勢較為平穩，未發生明顯變化。而在2011～2015年這一時期內水中目標多物理場數據處理技術呈現波動發展態勢，中國專利申請數量保持平穩態勢，這一時期內技術研發處于平穩過渡階段，更多視角在于對理論基礎的研究。在2016年后水中目標多物理場數據處理技術又呈現迅速增長趨勢，分析認為，隨著人工智能、云計算等數據處理技術的進一步完善，目標多物理場數據處理技術也具有更加可靠穩定的置信度，因而導致專利申請步伐加快，專利申請數量快速提升。

圖6 水中目標多物理場數據處理技術專利申請趨勢圖

如圖7和圖8所示，國內申請人以科研院所為主，其中哈工程、華中科技大學、西電等在該領域專利數量較為突出；國外前三為日本電氣公司、三菱電機、三星電子公司，從專利申請人的類型看，排名前十位的專利權人中除韓國海洋科研所之外，其余均為企業主體，且大都為軍工領域實力較強的企業。

圖7 水中目標多物理場數據處理技術中國主要申請人分布

圖8 水中目標多物理場數據處理技術外國主要申請人分布

如圖9所示，中國申請人的專利價值度分布較為均勻主要集中在5～9分的區間內，專利價值度為9分的專利最多共有147件，僅有10件價值度為10分的專利，美國申請人擁有的10分專利數量最多為45件，日本、韓國申請人所擁有的10分專利均超過中國，分別為31件、11件。因此中國在技術研發的同時需考慮提升專利價值，增強基礎研究擴大專利布局視野。

圖9 多物理場數據處理技術專利價值度分布

4.3 測量設備加改裝技術專利態勢分析

如圖10可以看出，2001～2011年這一時期內全球目標特性測量加改裝技術的專利申請雖然出現波動變化，但整體呈現出向上的增長態勢，這一時期內全球主要創新國家的技術創新競爭較為激烈，這一時期內韓國專利申請量，其次為美國，中國這一階段內技術發展較為緩慢。此后，中國專利申請數量開始大幅增加，年度專利申請數量常年保持世界首位，美國、日本、韓國及俄羅斯等國家的專利申請較為平穩，未發生明顯變化。

圖10 測量設備加改裝技術專利申請趨勢圖

如圖11和圖12所示，國內申請人以科研院所為主，其中西電、西工大、中科院長春光機所等在該領域專利數量較為突出；國外前三為徠卡測量系統公司、古野電氣、法如科技，從專利申請人的類型看，排名前十位的專利權人中除韓國國防發展署之外，其余均為企業主體，且大都為軍工領域實力較強的企業。

圖11 測量設備加改裝技術中國主要申請人分布

圖12 測量設備加改裝技術外國主要申請人分布

如圖13所示，中國申請人的專利價值度分布較為均勻主要集中在5～9分的區間內，專利價值度為9分的專利最多共有172件，僅有5件價值度為10分的專利，日本申請人擁有的10分專利數量最多為233件，美國、韓國、德國申請人所擁有的10分專利均超過中國，分別為140、60件、92件。因此中國在技術研發和專利運營的過程中的如何有效提升專利價值，提升技術的不可替代性仍是未來努力的重點方向。

圖13 測量設備加改裝技術專利價值度分布

5 結語

隨著科技不斷發展，未來目標特性測量將進一步朝著更加智能化、多平臺探測進一步融合，可在以下幾方面進行重點關注和專利布局。

1）貫穿全流程全周期，構建目標特性測量技術研究和數據應用體系。其重點領域包括：重視目標特性研究體系化建設，大力發展中間環節的縮比模型研究；開發目標測量軟件及系統，研發高精度探測裝備及提高生產與制造工藝，針對特定裝備進行長期、系統的目標特性研究管理；科學系統的組織試驗測試和工程指導設計；建立全方位、多元化的物理場特征測量等領域。

2）運用多領域技術保障裝備效能建設，強化基礎理論研究創新。從目標特性測量的基礎算法和測試系統構建著手，接軌國際前沿，持續加強對美國、歐洲等海軍強國目標特性測量技術領域的技術動態和發展趨勢研究，并在此基礎上，利用數據挖掘、數據融合、特征分析等技術，進一步提高多目標、多環境、多傳感器下的特性數據生產能力和快速定制能力，大幅提升數據生產效率、規模和產品質量，形成支撐裝備建設和作戰使用所需的數據產品

3）注重地方科研力量，注重軍民融合、軍地一體化推動目標特性測量領域技術發展。利用目標特性測量與數據處理技術研究相對集中于高等院校和研究機構的這一特點，設計短期、中期和長期發展規劃：當前加強與高等院校的合作交流和資源投放，促使高校根據發展需求進行定向研究，建立多元化的研究平臺，匯集優勢資源進行關鍵技術攻關，合理運用專利制度和創新平臺資源，打造具有競爭力的研究團隊，使研究成果真正用于國防建設；中遠期推進人才交流與技術合作，逐步實現技術競爭的良性軌道，國家資源的市場化配置。