引言

2021年，中共中央、国务院印发《国家综合立体交通网规划纲要》，首次将“低空经济”纳入国家级顶层规划；2023年底中央经济工作会议将其确立为战略性新兴产业；2024年，“低空经济”写入政府工作报告，正式上升为国家战略，并被赋予“新质生产力”的深刻内涵。低空经济是中国提出的独有概念，是低空航空器制造、低空基础设施建设、低空飞行保障服务、低空衍生综合服务等产业融合发展的综合经济形态。其中，低空基建是发展基础，低空飞行器是核心，运营服务和飞行保障是支撑。无人机作为当前低空飞行器最主要的技术形态，其核心功能与运行效能高度依赖于飞行控制系统（以下简称飞控系统）。图1为低空经济综合经济样态示意图。作为无人机的核心，飞控系统主要负责控制飞行航迹、姿态和高度，决定飞行任务包线模式。飞控系统、通信导航系统、遥感监测系统等信息技术的集成应用，显著提升了低空飞行的精准度、安全性和可靠性。飞控系统相关专利的拥有量，直接表征无人机领域的综合竞争力。因此，通过对无人机飞控系统专利申请现状的分析，可揭示技术发展趋势、发现潜在问题，并为低空经济发展提供决策参考。本文以河南省为背景，系统梳理并量化分析省内无人机飞控系统专利数据，结合申请现状深入探讨，旨在为河南省把握低空经济发展机遇、塑造产业竞争优势提出针对性与可操作性对策建议。

一、研究方法

本研究综合运用专利信息分析法与比较研究法，对无人机飞控系统技术领域的专利数据进行多维度剖析。首先，通过文献研究与专利数据库调研，明确飞控系统的技术边界与IPC分类范围（G05D、B64U）。其次，以HimmPat数据库为数据源，以“无人机飞行控制系统”为核心检索词，结合分类号进行初步检索，作为整体规模与结构分析的基础。在此基础上，以河南省为地域限定，分别对IPC分类号G05D（侧重控制算法、逻辑等软件专利）与B64U（涵盖硬件载体与结构部件）进行独立定向检索，采用定量统计方法，从专利数量、类型、法律状态、申请人构成、IPC分布及年度趋势等维度构建分析框架；同时结合词云分析与省际横向比较，定性揭示河南省专利技术布局的结构特征与相对劣势。

二、河南省无人机飞行控制系统专利技术领域分布现状

针对本省低空经济产业，河南省人民政府办公厅于2024年7月颁布《促进全省低空经济高质量发展实施方案（2024—2027年）》，明确提出支持开展无人机整机及核心零部件、动力电池、飞控系统等核心技术攻关，标志着河南省从宏观层面强化无人机飞控系统等核心技术专利的战略布局，着力提升产业核心竞争力。

（一）河南省无人机飞行控制系统专利核心技术及应用领域

1.河南省无人机飞行控制系统专利分布现状

无人机飞控系统覆盖范围广泛，图2则为Himmpat基于“无人机飞行控制系统”这一关键词所衍生出的专利应用领域，从布局结构上看，该图以核心关键词为中心，依次向外围扩展，反映了飞控系统在不同技术领域中的应用分布情况。图3为基于同样的关键词而衍生出来的河南省无人机飞控系统这一专利的应用领域。

一般而言，距离核心关键词越远的领域，飞控系统在该方向的应用程度越低，相关专利数量也相应减少。基于“无人机飞行控制”核心专利词云的对比分析可知，全国专利布局呈现出广泛的技术辐射，相关专利广泛覆盖无人机自主飞行控制、超低空自主飞行、无线自组网通信、多旋翼飞行器稳定、工业过程控制、电力巡检、航拍图像稳定及光电对抗等多个前沿与交叉技术方向。相比之下，河南省的专利分布明显集中于农业植保装备、植保设备、农业无人机施药飞行控制、消防设备及电力设备检测等应用导向较强的领域，而在自主导航与路径规划、地形突防规划、自适应容错控制及多模态智能交互等系统复杂性更高的专利密度显著偏低。上述差异表明，河南省在无人机飞行控制领域的技术布局具有较强的本地产业需求驱动特征，但在面向复杂环境自适应控制、通信协同与智能化路径决策等关键前沿方向上的创新能力仍有待加强。

2.无人机飞行控制系统国际专利分类（IPC）

依据国际专利分类法（IPC），无人机飞控系统所涉及的分类有G05D、B64U，主要是无人机的控制或调节系统，涵盖飞行控制、姿态控制、控制系统，也包括无人驾驶飞行器等。

3.无人机飞行控制系统结构定位

低空无人机产业呈现出产业链延伸较长、空间辐射范围广泛的典型结构，具体可解构为上游、中游及下游三大组成部分。核心技术主要分布在无人机技术的上游部分，包括材料、核心部件以及关键系统。其中，飞控系统属于关键系统。

飞控系统主要由传感器模块、控制与通信模块、执行机构、地面显控综合模块、供电模块等组成，控制与通信模块是整个系统的核心，传感器为控制提供了状态信息，控制律解算输出到执行机构驱动无人机飞行，它不仅仅是硬件，而是硬件、底层算法以及上层软件的集成体。其中，国际分类号中的G05D侧重控制算法、逻辑、方法等“软”专利，而B64U则涵盖了飞控系统所依赖的硬件载体、结构部件及外围功能模块。有关飞控系统在无人机中的地位与功能分布参见图4。

4.河南省低空经济产业链重点环节代表性企业

河南省低空经济价值创造活动主要依赖省内低空经济企业，而飞控系统作为无人机产业链的核心技术环节，其研发与集成能力直接决定价值创造的高度。从产业链重点环节看，河南省在低空飞行器制造、低空服务、低空运营维保等领域涌现出一批代表性企业（参见表1），这些企业通过持续攻关飞控算法、优化系统性能，不断推进低空经济价值创造。

产业链重点环节	细分领域	代表性企业
低空飞行器制造	复合材料	航材国创高铁材料研究院（安阳重型飞艇项目）、河南铭镓半导体有限公司（半导体材料）
	发动机	河南坤宇无人机科技有限公司（中型无人直升机发动机）
	电机	河南睿翼科技有限公司（光电传感与智能控制，济源）
	电池	安阳无人机产业园智能电池研发企业
	电控	河南数智元信息技术有限公司
	整机	河南三和航空工业有限公司、安阳蜂巢智能装备有限公司 安阳唯科智能装备有限公司、河南如虹低空智能科技有限公司、河南正大航空工业股份有限公司、河南坤宇无人机科技有限公司
	飞控系统	蓝天实验室（安阳，省级创新平台） 河南云洹网联无人机科技有限公司
	空管系统	赛摩智能（中赛航空，无人机侦测反制及低空飞行管控平台）
低空服务	雷达设备	赛摩智能（无人机侦测反制雷达系统）
	空港设备、基础设施	郑州国家通航产业综合示范区、安阳无人机产业园（起降坪、测试场等）
低空运营维保	维修培训	安阳无人机产业园飞手培训企业、中国飞龙通用航空有限公司
	运营	中国飞龙通用航空有限公司、河南通用航空有限公司、河南通航无人机科技有限公司、云疆低空经济（济源）有限公司、美邦通航（河南省美邦通用航空有限公司）
	检测	蓝天实验室（公共测试与检测平台）、安阳无人机产业园质检中心

（二）河南省无人机飞行控制系统专利技术统计

1.河南省无人机飞行控制系统专利数量全国排名

本次研究以“无人机飞行控制系统”为关键词，最终在HimmPat专利数据库中对国内相关专利进行检索，共获得专利1304件。从专利类型来看，其中发明申请983件、实用新型专利245件、外观设计专利16件，各类专利类型所占比重参见图5。

在对无人机飞控系统专利进行类型划分的基础上，本文进一步对专利数量排名前十一的省份展开统计。由于排名中存在并列情况，实际进入前十一位的省份共计12个，各类型专利的分布情况参见表2。

排名	省份	数量	发明申请	实用新型	外观 设计
1	北京	200	171	29	0
2	广东	197	152	40	5
3	江苏	172	145	26	1
4	四川	97	77	20	0
5	陕西	68	59	8	1
6	山东	62	46	15	1
7	湖北	61	50	11	0
8	浙江	56	49	6	1
9	辽宁	38	28	7	5
9	上海	38	30	8	0
10	河南	36	23	12	1
11	湖南	34	27	6	1

经过对检索结果的统计分析，在所获得的1674件相关专利中，河南省在无人机飞控系统领域的专利共计36件，在全国排名第十一位。从专利状态来看，其中仅9件处于有效状态、15件已失效，12件尚在实质审查阶段。由此可见，尽管河南省在该领域专利数量跻身全国前十二，但整体产出规模仍相对较小，未来仍有较大的发展空间。

由图6与图7可以看出，在36件专利申请人中，其中20家公司拥有21件专利、11所高校拥有14件相关专利，而3家研究所拥有4项专利。9所高校共有14件专利，在专利数量分布上，华北水利水电大学以5件相关专利形成领先梯队，河南工程学院以2件专利位列其后，而其余高校均仅持有1件专利。这一梯度分布表明，河南省省内当前无人机飞控领域的技术积累在高校层面呈现显著的差异化特征。

2.河南省飞行控制技术国际专利分类（IPC）技术统计

为进一步剖析河南省在飞控系统细分技术领域的布局特征，本研究未直接沿用前述36件样本，而是以相同的检索逻辑与地域限定（河南省）为条件，针对IPC分类号进行独立定向检索。据国际专利分类体系（IPC），无人机飞控系统的相关技术方案主要被归类于G05D与B64U这两类专利。

首先对G05D这一涉及飞控系统技术控制算法、逻辑、方法等软件专利的检索。本次检索即以此分类号为基础展开，共检索出2611项关联技术专利。

IPC分类	分类号释义	检索数量
G05D1	例如使用自动驾驶仪控制陆地、水、空中或空间运载工具的位置、航向、高度或姿态	868
G05D23	温度的控制	658
G05D27	包含在G05D1/00至G05D25/00两个或更多个大组中的变量的同时控制	489
G05D3	位置或方向的控制	238
G05D9	液位控制，例如控制存储在容器中的材料量	213
G05D7	流量控制	75
G05D16	流体压力的控制	70

依据表3，G05D1专利数量最多，达868件。该分支直接对应飞控系统中的控制与通信模块，即实现控制律解算、姿态稳定与航迹跟踪的核心算法部分。相比之下，G05D23（温度控制）、G05D27（多变量控制）等分支与飞控系统的直接关联较弱。这一分布表明，河南省在飞控系统的核心控制方法领域已有一定规模的技术积累。

申请年	G05D9	G05D23	G05D3	G05D27	G05D7	G05D16	G05D1
2017	14	48	38	58	6	7	72
2018	14	53	19	52	3	5	67
2019	13	42	11	39	6	4	54
2020	20	43	17	34	9	2	65
2021	20	70	7	41	5	2	91
2022	12	57	4	15	5	6	69
2023	18	43	14	18	3	4	80
2024	11	42	13	24	6	6	103
2025	8	42	11	36	3	8	138
2026	1	6	1	6	1	0	16

由表4可见，G05D关联专利的申请量在2017—2026年间呈现波动上升态势，其中在2024到2025年出现明显增长高峰。

IPC主分类-大组	河南科技大学	郑州大学	宇通客车股份有限公司	河南大学	中国航空工业集团公司洛阳电光设备研究所	郑州轻工业大学	国家电网有限公司	华北水利水电大学	河南理工大学	河南中烟工业有限责任公司
G05D1	76	52	29	26	21	21	17	10	5	2
G05D23	11	5	2	2	6	4	11	2	2	12
G05D27	2	6	0	0	0	5	18	1	1	7
G05D3	8	2	0	0	13	2	0	0	4	0
G05D9	0	0	0	1	0	0	0	1	0	4
G05D7	0	0	0	0	0	1	0	4	1	1
G05D16	0	2	2	0	1	0	0	1	0	1

由表5可知，河南科技大学（76件）、郑州大学（52件）在G05D1分支上处于领先地位，表明高校是飞控算法类专利的主要产出主体。但与此同时，企业申请人的参与度相对较低，如宇通客车股份有限公司29件、国家电网有限公司17件，且专利高度集中于少数高校，呈现“教研强、产业弱”的格局。

IPC主分类-大组	分类号释义	检索数量
B64U10	垂直起落飞机[VTOL]	134
B64U20	无人驾驶飞机的结构方面	283
B64U30	升力产生装置	83
B64U60	无人机起落架	69
B64U70	用弹射器、轨道或导轨发射或着陆	76
B64U80	特别适用于无人机驾驶的储存和运输	53

其次是对B64U这一专利分类号进行分析，共检索出698项关联技术专利，所获得的专利技术数量参见表6。

由表6可知，在B64U各技术分支中，无人驾驶飞机的结构方面（B64U20）的专利数量最多，高达283件，占全部关联专利的40%以上。特别适用于无人机驾驶的储存和运输（B64U80）专利数量仅为53件，在六个分支中排名末位。

申请年份	B64U10	B64U20	B64U30	B64U60	B64U70	B64U80
2017	6	0	0	0	0	0
2018	2	0	0	0	0	0
2019	0	0	1	0	1	0
2020	1	0	1	0	0	0
2021	6	3	0	0	0	0
2022	8	18	4	4	14	2
2023	57	121	33	29	20	13
2024	32	95	23	27	27	21
2025	20	44	20	8	12	15
2026	2	2	1	1	2	2

通过分析B64U主要技术分支的专利申请趋势，可进一步明晰河南省无人机飞控系统各细分技术的发展方向，并为低空产业布局提供决策依据。本次检索范围为自2017年至2026年十年间的主要专利数量，申请趋势参见表6。值得注意的是，表7中G05D1的申请峰值出现在2025年，晚于B64U结构类专利的爆发年份（2023年），反映出河南省在飞控技术布局上经历了“先硬件后算法”的演进路径。

IPC主分类-大组	郑州航空工业管理学院	郑州大学	河南三和航空工业有限公司	华北水利水电大学	河南优翔宜飞科技有限公司	国家电网有限公司	河南农业大学	河南送变电建设有限公司	紫光天际（南京）科技有限公司	中国船舶集团有限公司第七一三研究所
B64U20	7	5	3	2	2	1	1	1	1	0
B64U10	11	12	4	2	0	2	1	1	0	0
B64U30	3	5	0	1	2	1	0	1	0	1
B64U70	1	0	0	0	6	1	0	2	3	5
B64U60	1	1	0	0	0	0	0	0	0	0
B64U80	3	1	2	0	0	0	1	1	6	2

通过对B64U专利重要技术分支主要权利人分布可以了解在不同技术分支下头部企业的布局情况。经检索，河南省省内拥有B64U关联专利的高校共5所，专利总量为58项，而其余企业和研究所共拥有48项专利。专利的普遍数量呈现为个位数，少有专利（如B64U10）数量较多，但整体专利数量依然较少。

三、河南省无人机飞行控制系统专利发展问题

综合前述分析可知，河南省在飞控系统专利技术领域已形成一定程度的专利储备，在部分细分技术方向上呈现出相对较好的布局态势。然而，与国内其他省份相比，无论是在飞控系统专利申请总量、核心技术领域的专利密度，还是在高价值专利培育与布局广度等方面，河南省均存在显著的发展差距，整体技术成熟度与产业竞争力仍有待进一步提升。

（一）专利规模偏小且有效专利存量不足

如本文表1所示，河南省以36件专利位列全国第11位，与排名首位的北京、广东、江苏相比，总量悬殊。从专利类型看，实用新型占比高达33.3%，明显高于北京和广东，表明河南省在飞控系统领域的创新仍以结构改进、外围应用等较低门槛技术为主，核心算法类发明创造储备薄弱。更为关键的是专利法律状态：36件专利中，有效状态仅9件（占比25%）、失效状态达15件（占比41.7%），另有12件尚处于实质审查阶段。失效原因主要包括未缴年费、主动撤回、驳回等。专利维持时间不仅反映专利制度的运行绩效，也直接表征专利质量的高低。河南飞控系统专利的低有效维持率，折射出创新主体在专利成本与收益平衡决策方面的劣势以及专利转化运用能力不足。

（二）核心技术覆盖碎片化

地区专利布局的关键不在于总量而在于技术结构是否合理、是否存在“战略性技术空白”。河南省与全国在飞控技术布局上存在结构性差异，如依据表6中B64U20，无人驾驶飞机的结构方面专利达283件，占B64U全部关联专利的40%以上，而涉及控制算法、通信链路的专利相对稀少。这在一定程度上反映出河南省在无人机飞控系统相关技术布局中，偏重于机身结构、部件连接等硬件层面的改进与优化，也表明当前河南省在飞控系统底层算法、控制逻辑及通信协同等软性核心技术领域的专利密度相对不足，与全国词云分析所揭示的“自主导航、自适应控制等方向布局薄弱”的判断相一致。此外，飞控系统技术多集中于无人机领域的软件开发与应用环节。然而，依据1所列代表性企业所示，省内深耕该领域的企业数量极为有限。

（三）产学研协同机制缺失

2024年调查显示，企业专利权人中，与高校或科研单位开展合作的比例达41.0%。与此同时，高校在多重考核压力下存在“重数量轻质量、重申请轻实施”的特征，且高校更多与议价能力较低的小规模企业合作研发，产生的合作专利质量明显更差。依据表3与表5的分析显示，就G05D1这一核心算法分支而言，河南科技大学与郑州大学构成第一梯队，而企业申请人的专利数量远低于高校，且超过80%为企业单件或两件专利的散点布局，缺乏系统性的专利组合。

更值得关注的是，高校与企业之间联合申请极少，产学研协同机制尚未实质形成。当前，河南省在产学研协同创新领域最具代表性的机构当属蓝天实验室。该实验室首批面向企业征集了44项研究课题，确立了5个先导性项目，并在此基础上引领企业取得240项授权专利及33件有效发明专利。然而，河南省此类产学研协同创新机构的数量极为有限，尚不足十家。

（四）高价值专利缺失

依据《高价值专利培育指南》，高价值专利的筛选标准为：同族≥5且被引≥10次；维持年限>10年；发生转让或许可、获得专利奖等。单专利许可量与被许可量这两项指标而言，另一组数据揭示了河南省技术转移活动的阶段性变化特征：2014—2016年，全省专利许可量与被许可量分别为4项与7项，被许可量高于许可量，表明该时期河南省对外部技术的吸纳依赖程度较高；2017—2019年，两者分别增至103项与30项，许可量首次显著超过被许可量，省内自主研发能力显著提升；至2020—2022年，进一步攀升至155项与180项，被许可量再度反超许可量。通常而言，当许可量持续高于被许可量时，更能体现区域自主研发能力的强化与高价值专利的规模化产出。且专利许可多以省内流动为主。较之东部地区，上述数据呈现出显著的不占优态势，相关排名亦居于全国较后位置。

四、河南省无人机飞行控制系统专利发展对策

（一）优化专利存量结构

专利维持时间是表征专利质量与市场价值的关键指标。河南省飞控系统专利有效维持率仅为25%，失效占比高达41.7%，反映出创新主体在专利成本—收益权衡中的非理性决策与转化预期不足。对策应构建基于技术分类与申请人类型的差异化维持激励体系：对G05D1核心算法分支专利延长年费补贴周期至6年，对B64U20等结构类专利实行短期集中转化激励。同时建立专利失效预警与资产评估机制，对因年费疏漏失效但仍有技术价值的专利，支持企业通过恢复权利或转让重新激活。

河南省飞控系统实用新型专利占比显著高于北京、广东，表明技术创新多集中于硬件改进与外围应用，核心控制算法类发明专利储备薄弱。应引导创新主体从“硬件主导”向“软硬协同”转型，将G05D分支列为优先支持方向，对在该领域实现发明专利申请授权的单位给予事后奖励，并纳入高价值专利培育中心认定条件。

（二）夯实软性技术布局

针对河南省在自主导航、自适应容错控制、集群协同控制等前沿方向专利密度显著偏低的现状，河南省省级知识产权主管部门联合产业规划部门，定期发布《无人机飞行控制系统关键技术专利导航报告》，识别省内技术空白与潜在封锁风险区域。与此同时，参照安阳市专利导航实践经验，设立“飞控系统核心算法专利培育专项”，采用“揭榜挂帅”方式引导高校、科研机构与企业联合开展靶向研发与专利布局，重点围绕非线性控制、模型预测控制、分布式协同控制等方向构建集群式组合。此外，应通过制度设计激励企业成为高价值专利的持有主力，将飞控系统专利纳入高新技术企业认定、专精特新企业评价的核心指标；对年度新增5件以上飞控核心算法专利的企业给予战略性新兴产业专项资金倾斜。

（三）深化协同创新机制

河南省高校持有大量飞控系统专利，但与企业联合申请极少，专利许可与转让活动稀疏。借鉴蓝天实验室“企业出题+专家选题+实验室解题+企业转化”的协同模式，应在省级层面推广“创新联合体”制度，联合体由高校、科研机构、企业、平台实验室共同组成，通过契约明确专利共有权、维持义务、收益分配及转化决策权。联合体内部实行“开放共享+优先许可”，破解高校专利“有货无市”与企业“低水平重复研发”并存的僵局。

就高校存在“重数量轻质量、重申请轻实施”的激励扭曲，且与低议价能力企业合作产生的专利质量偏低而言，应推动高校将专利转化绩效纳入科研评价体系，建立专利申请前评估制度，对缺乏产业化前景的专利不予资助。同时设立“高校专利转化专员”岗位，负责飞控系统专利与企业需求的精准对接。

（四）培育高价值专利集群

按照国家知识产权局高价值发明专利的标准，对现有36件飞控专利进行全面筛查。优先选取技术含量较高的5—8件发明专利进行同族布局。同时推动专利与产业标准融合，争取将1—2项飞控系统核心专利嵌入河南省地方标准或行业团体标准，形成标准必要专利（SEP）。

针对专利技术特征划分过粗、功能—效果层次混乱等问题，河南省知识产权局应组织面向代理机构和研发人员的专题培训，重点讲授从最小技术单元分解到功效独立性判断再到技术单元组合调整。对新申请的飞控系统专利，要求在权利要求书中明确划分出“传感器数据获取”“控制律解算”“执行机构驱动”等相对独立的技术单元，并逐一对应其所实现的技术功效。

五、结语

低空经济作为国家战略性新兴产业，正处于快速发展的关键窗口期。河南省在无人机飞控系统专利领域已初具基础，但与先进地区相比仍存在明显差距。破解专利规模、结构、协同与质量四重困境，需从政策引导、制度创新与主体协同等多方面综合施策。唯有以高质量专利布局支撑核心技术自主可控，方能抢占低空经济发展制高点。

参考文献：

1. [1] 孔得建,袁泽.低空经济政策法律体系的现状、经验与展望[J].北京航空航天大学学报(社会科学版),2024,37(05):85-95.
2. [2] 何宁,刘璐.中国参与引领低空经济全球治理的现状、问题及路径研究[J].国际经济合作,2026,42(02):49-58+93.
3. [3] 陈小龙.基于专利信息的我国低空经济全产业链技术创新态势和发展对策研究[J].中国发明与专利,2025,22(S1):184-193.
4. [4] 彭文胜,兰江,王骏然.基于韧性工程飞行控制系统设计安全保证方法研究[J].航空标准化与质量,2025(05):49-56.
5. [5] 王宝义.我国低空经济的技术经济范式分析与发展对策[J].中国流通经济,2024,38(09):14-26.
6. [6] 陈婧,后小仙.关于国家审计项目后评估的思考[J].商业经济,2025(03):153-156.
7. [7] 吕永玺,冯晨曦,屈晓波,等.一种无人机飞行控制系统故障诊断方法[J].实验技术与管理,2021,38(05):70-74.
8. [8] 卞卉,李曈,石丽,等.基于高价值专利分析的民用无人机关键技术创新态势与我国布局方向研究[J].中国发明与专利,2025,22(10):21-34.
9. [9] 杨欣宇.专利视域下成都工业无人机产业创新现状及发展对策[J].决策咨询，2024（03）：26-31+35.
10. [10] 亢延锟,郭家宝,胡志安,等.创新驱动、激励机制与高校科技成果转化——以省部共建国家重点实验室为例[J].管理世界,2025,41(03):50-76.
11. [11] 杨千子,王蒙.基于专利许可关系网络的中国校企技术转移时空演进研究[J].中国发明与专利,2026,23(02):12-22.