发明创造名称：用于增加隧道超前预报的地质雷达探测精度的方法及系统
外观设计名称：
决定号：180879
决定日：2019-05-29
委内编号：1F268546
优先权日：
申请（专利）号：201611151348.6
申请日：2016-12-14
复审请求人：山东大学 中铁十四局集团第二工程有限公司
无效请求人：
授权公告日：
审定公告日：
专利权人：
主审员：舒畅
合议组组长：彭齐治
参审员：李涵
国际分类号：G01V3/12
外观设计分类号：
法律依据：专利法第22条第3款
决定要点
：如果作为现有技术的对比文件均未公开权利要求中的某些技术特征，也未给出应用该技术特征的技术启示，且目前没有证据证明该技术特征是本领域的公知常识，同时权利要求所要求保护的技术方案因为该技术特征而具有有益的技术效果，则该权利要求相对于对比文件具备创造性。
全文：
本复审请求涉及申请号为201611151348.6，名称为“用于增加隧道超前预报的地质雷达探测精度的方法及系统”的发明专利申请（下称本申请）。本申请的申请日为2016年12月14日，公布日为2017年06月13日，申请人为山东大学、中铁十四局集团第二工程有限公司。
经实质审查，国家知识产权局原专利实质审查部门于2018年11月02日发出驳回决定，驳回了本申请，其理由是：本申请权利要求1-2不符合专利法第22条第3款有关创造性的规定。驳回决定所依据的文本为申请日2016年12月14日提交的说明书摘要、摘要附图、说明书第1-39段、说明书附图1-2；2018年09月21日提交的权利要求第1-2项。驳回决定中引用了如下2篇对比文件：
对比文件1：CN 103076606 A，公开日为2013年05月01日；
对比文件2：CN 105203993 A，公开日为2015年12月30日。
驳回决定所针对的权利要求书共包括2项权利要求，内容如下：
“1. 用于增加隧道超前预报的地质雷达探测精度的方法，其特征是，包括：
步骤(1)：在待测隧道底板的三个角点，每个角点上设置一个信号接收机，在测线的起始位置设置雷达天线，在地质雷达天线上设置信号发射机；所述信号发射机包括：电源、信号发生器、信号发射天线和信号放大器；所述电源为信号发生器、信号发射天线和信号放大器供电；信号发生器产生的设定频率的信号，经过信号放大器放大后再由信号发射天线发射出去；所述信号接收机包括：电源、天线、接收放大电路、微型处理器和数据存储器；所述电源为天线、接收放大电路、微型处理器和数据存储器供电，所述天线接收的信号后经接收放大电路放大，然后经微处理器处理并将数据存储到数据存储器中；所述微型处理器为低耗能微型处理器；所述信号发射机通过卡扣或强力吸盘固定在地质雷达天线上并随地质雷达天线一起运动；
步骤(2)：信号发射机每毫秒发射一次信号，三个信号接收机接收来自信号发射机的信号，对信号进行处理后进行存储，所述对信号进行处理是指每个信号接收机将自己接收的信号信息转换为信号接收机与信号发射机之间距离的信息；
步骤(3)：以每个信号接收机为球心，以步骤(2)得到的信号接收机与信号发射机之间的距离为半径，绘制三个球面；三个球面的交点就是雷达天线的位置点；
步骤(4)：依次得出雷达天线在不同时刻的位置点；将所有的位置点连接成线，就得到了地质雷达的移动轨迹。
步骤(5)：通过获取地质雷达探测过程中的移动轨迹，将地质雷达图像中发现的不良地质体与隧道中的实际位置准确对应。
2. 用于增加隧道超前预报的地质雷达探测精度的系统，其特征是，包括：
信号发射机和信号接收机；
所述信号发射机设置在待测隧道底板的三个角点上，每个角点上设置一个信号接收机，在测线的起始位置设置雷达天线，在地质雷达天线上设置信号发射机；信号发射机每间隔设定时间发射信号，三个信号接收机接收来自信号发射机的信号，对信号进行处理后进行存储，所述对信号进行处理是指每个信号接收机将自己接收的信号信息转换为信号接收机与信号发射机之间距离的信息；以每个信号接收机为球心，以得到的信号接收机与信号发射机之间的距离为半径，绘制三个 球面；三个球面的交点就是雷达天线的位置点；依次得出雷达天线在不同时刻的位置点；将所有的位置点连接成线，就得到了地质雷达的移动轨迹；所述信号发射机包括：电源、信号发生器、信号发射天线和信号放大器；所述电源为信号发生器、信号发射天线和信号放大器供电；信号发生器产生的设定频率的信号，经过信号放大器放大后再由信号发射天线发射出去；所述信号接收机包括：电源、天线、接收放大电路、微型处理器和数据存储器；所述电源为天线、接收放大电路、微型处理器和数据存储器供电，所述天线接收的信号后经接收放大电路放大，然后经微处理器处理并将数据存储到数据存储器中；所述微型处理器为低耗能微型处理器；所述信号发射机通过卡扣或强力吸盘固定在地质雷达天线上并随地质雷达天线一起运动。”
驳回决定认为：本申请的权利要求1要求保护用于增加隧道超前预报的地质雷达探测精度的方法，相对于对比文件1公开的一种三维精细化成像方法的区别在于：（1）在待测隧道底板的三个角点，每个角点上设置信号接收机；三个信号接收机将自己接收的信号信息转换为信号接收机与信号发射机之间距离的信息后进行存储；（2）信号发射机每毫秒发射一次信号；（3）以每个信号接收机为球心，以得到的信号接收机与信号发射机之间的距离为半径，绘制三个球面；三个球面的交点就是雷达天线的位置点；依次得出雷达天线在不同时刻的位置点；将所有的位置点连接成线，就得到了地质雷达的移动轨迹；（4）信号发射机包括：电源、信号发生器、信号发射天线和信号放大器；所述电源为信号发生器、信号发射天线和信号放大器；信号发生器产生的设定频率的信号，经过信号放大器放大后再由信号发射天线发射出去；信号接收机包括：电源、天线、接收放大电路、微型处理器和数据存储器；所述电源为天线、接收放大电路、微型处理器和数据存储器供电，所述天线接收的信号后经接收放大电路放大，然后经微处理器处理并将数据存储到数据存储器中，微型处理器为低耗能微型处理器，信号发射机通过卡扣或强力吸盘固定在地质雷达天线上并随地质雷达天线一起运动；（5）通过获取地质雷达探测过程中的移动轨迹，将地质雷达图像中发现的不良地质体与隧道中的实际位置准确对应。基于上述区别技术特征，权利要求1的技术方案实际解决的技术问题是如何有效确定地质雷达轨迹。上述区别技术特征大部分公开在对比文件2中，其余的是本领域技术人员容易想到的。因此，权利要求1所请求保护的技术方案相对于对比文件1结合对比文件2以及公知常识，对本领域技术人员来说是显而易见的，不具备突出的实质性特点和显著的进步，不符合专利法第22条第3款有关创造性的规定。
权利要求2请求保护的用于增加隧道超前预报的地质雷达探测精度的系统，相对于对比文件1公开的基于钻孔地质雷达技术的三维精细化成像系统的区别在于：（1）信号发射机设置在待测隧道底板的三个角点上，每个角点上设置一个信号接收机，将自己接收的信号信息转换为信号接收机与信号发射机之间距离的信息并存储；（2）以每个信号接收机为球心，以得到的信号接收机与信号发射机之间的距离为半径，绘制三个球面；三个球面的交点就是雷达天线的位置点；依次得出雷达天线在不同时刻的位置点；将所有的位置点连接成线，就得到了地质雷达的移动轨迹；（3）信号发射机包括：电源、信号发生器、信号发射天线和信号放大器；所述电源为信号发生器、信号发射天线和信号放大器；信号发生器产生的设定频率的信号，经过信号放大器放大后再由信号发射天线发射出去；信号接收机包括：电源、天线、接收放大电路、微型处理器和数据存储器；所述电源为天线、接收放大电路、微型处理器和数据存储器供电，所述天线接收的信号后经接收放大电路放大，然后经微处理器处理并将数据存储到数据存储器中，微型处理器为低耗能微型处理器，信号发射机通过卡扣或强力吸盘固定在地质雷达天线上并随地质雷达天线一起运动。基于上述区别技术特征，权利要求2的技术方案实际解决的技术问题是如何有效确定地质雷达轨迹。上述区别技术特征大部分公开在对比文件2中，其余的是本领域技术人员容易想到的。因此，权利要求2所请求保护的技术方案相对于对比文件1结合对比文件2以及公知常识，对本领域技术人员来说是显而易见的，不具备突出的实质性特点和显著的进步，不符合专利法第22条第3款有关创造性的规定。
申请人山东大学、中铁十四局集团第二工程有限公司（下称复审请求人）对上述驳回决定不服，于2018年12月13日向国家知识产权局提出了复审请求，同时修改了权利要求书，将说明书的部分内容“将地质雷达图像与实际测线对应，将解译的雷达信息逐一对应到实际测线上，从而实现不良地质体在隧道中的精确定位”调整为“将地质雷达图像与所得地质雷达的移动轨迹对应，将解译的雷达信息逐一对应到地质雷达的移动轨迹上，从而实现不良地质体在隧道中的精确定位”，然后将调整后的内容补充到权利要求1、2中。新修改的权利要求书包括2项权利要求，内容如下：
“1. 用于增加隧道超前预报的地质雷达探测精度的方法，其特征是，包括：
步骤(1)：在待测隧道底板的三个角点，每个角点上设置一个信号接收机，在测线的起始位置设置雷达天线，在地质雷达天线上设置信号发射机；所述信号发射机包括：电源、信号发生器、信号发射天线和信号放大器；所述电源为信号发生器、信号发射天线和信号放大器供电；信号发生器产生的设定频率的信号，经过信号放大器放大后再由信号发射天线发射出去；所述信号接收机包括：电源、天线、接收放大电路、微型处理器和数据存储器；所述电源为天线、接收放大电路、微型处理器和数据存储器供电，所述天线接收的信号后经接收放大电路放大，然后经微处理器处理并将数据存储到数据存储器中；所述微型处理器为低耗能微型处理器；所述信号发射机通过卡扣或强力吸盘固定在地质雷达天线上并随地质雷达天线一起运动；
步骤(2)：信号发射机每毫秒发射一次信号，三个信号接收机接收来自信号发射机的信号，对信号进行处理后进行存储，所述对信号进行处理是指每个信号接收机将自己接收的信号信息转换为信号接收机与信号发射机之间距离的信息；
步骤(3)：以每个信号接收机为球心，以步骤(2)得到的信号接收机与信号发射机之间的距离为半径，绘制三个球面；三个球面的交点就是雷达天线的位置点；
步骤(4)：依次得出雷达天线在不同时刻的位置点；将所有的位置点连接成线，就得到了地质雷达的移动轨迹；
步骤(5)：将地质雷达图像与所得地质雷达的移动轨迹对应，将解译的雷达信息逐一对应到地质雷达的移动轨迹上，从而实现不良地质体在隧道中的精确定位。
2. 用于增加隧道超前预报的地质雷达探测精度的系统，其特征是，包括：
信号发射机和信号接收机；
所述信号发射机设置在待测隧道底板的三个角点上，每个角点上设置一个信号接收机，在测线的起始位置设置雷达天线，在地质雷达天线上设置信号发射机；信号发射机每间隔设定时间发射信号，三个信号接收机接收来自信号发射机的信号，对信号进行处理后进行存储，所述对信号进行处理是指每个信号接收机将自己接收的信号信息转换为信号接收机与信号发射机之间距离的信息；以每个信号 接收机为球心，以得到的信号接收机与信号发射机之间的距离为半径，绘制三个球面；三个球面的交点就是雷达天线的位置点；依次得出雷达天线在不同时刻的位置点；将所有的位置点连接成线，就得到了地质雷达的移动轨迹；将地质雷达图像与所得地质雷达的移动轨迹对应，将解译的雷达信息逐一对应到地质雷达的移动轨迹上，从而实现不良地质体在隧道中的精确定位；
所述信号发射机包括：电源、信号发生器、信号发射天线和信号放大器；所述电源为信号发生器、信号发射天线和信号放大器供电；信号发生器产生的设定频率的信号，经过信号放大器放大后再由信号发射天线发射出去；所述信号接收机包括：电源、天线、接收放大电路、微型处理器和数据存储器；所述电源为天线、接收放大电路、微型处理器和数据存储器供电，所述天线接收的信号后经接收放大电路放大，然后经微处理器处理并将数据存储到数据存储器中；所述微型处理器为低耗能微型处理器；所述信号发射机通过卡扣或强力吸盘固定在地质雷达天线上并随地质雷达天线一起运动。”
复审请求人认为：本申请与对比文件1、2解决的问题不同，本申请的方案测量出雷达移动的真实轨迹，进而解决雷达图像处理后发现的不良地质体与其在隧道中的实际位置的对应问题；而对比文件1则是利用已有的地质钻孔和掌子面，布置地质雷达孔中发射天线和孔外辐射状接收测线，实现钻孔周围地质情况的三维成像；而对比文件2要解决的问题是在地表就无法准确地测量出地下管道穿越障碍物位置的轨迹，从而得到整个地下管道的三维位置分布。它们的技术方案也不同，本申请和对比文件2虽然均使用了测距交汇原理，但是二者的工程环境、具体实施方式有很多不同。并且，权利要求1与对比文件1、2相比，存在的区别技术特征使得本发明具有：能依次得出每毫秒的位置点，通过以点成线的方式，从而确定出地质雷达的移动轨迹；通过自动记录下地质雷达运动的实际轨迹，克服以往只参照预先测线进行不良地质体定位的问题，将地质雷达处理结果，与隧道中的实际位置相对应，以提高地质雷达探测的精度的有益效果。
经形式审查合格，国家知识产权局于2018年12月20日依法受理了该复审请求，并将其转送至原专利实质审查部门进行前置审查。
原专利实质审查部门在前置审查意见书中认为：对比文件1公开了地质雷达发射机在特定位置处发射信号并对地质异常体成像的技术特征，并且该特征同样能够实现将雷达天线的实际位置与不良地质体对应，最终精确定位不良地质体。因此，对比文件1同样能够解决不良地质体在隧道中精确定位的问题；本领域技术人员将信号发射机每毫秒发射一次信号，并不需要付出创造性劳动；对比文件2公开了设置三个接收机不在一条直线上，根据测距交会原理，最终确定发射机移动轨迹的技术特征。本领域技术人员在将对比文件2公开的测距交会原理结合到对比文件1中时，有动机在隧道环境中有效设置接收机位置。在此基础上，本领域技术人员将信号接收机设置在隧道底板的三个角点，并不需要付出创造性劳动。对比文件1公开了地质雷达发射机在特定位置处发射信号并对地质异常体成像的技术特征，并且该特征同样能够通过将雷达发射天线的实际位置与地质雷达图像对应，最终精确定位不良地质体。因此，对比文件1同样能够实现不良地质体在隧道中精确定位。此外，本申请并未针对具体的隧道超前预报领域而对测距交会方法本身进行适应性改进，只是简单的将该方法应用在隧道超前预报领域。对比文件2公开了测距交会法，即公开了本申请的发明构思，本领域技术人员仅在对比文件2的基础上，也足以对本申请进行创造性评价。因此坚持原驳回决定。
随后，国家知识产权局成立合议组对本案进行审理。
本案合议组在仔细审阅了全部案卷后，认为本案事实已经清楚，依法作出本审查决定。
二、决定的理由
审查文本的认定
在复审程序中，复审请求人于2018年12月13日提交了权利要求书的全文修改替换页，经审查，其中所作修改符合专利法第33条和专利法实施细则第61条第1款的规定。因此，本复审决定针对的文本是：申请日2016年12月14日提交的说明书摘要、摘要附图、说明书第1-39段、说明书附图1-2；2018年12月13日提交的权利要求第1-2项。
关于创造性
专利法第22条第3款规定：创造性，是指与现有技术相比，该发明具有突出的实质性特点和显著的进步，该实用新型具有实质性特点和进步。
如果作为现有技术的对比文件均未公开权利要求中的某些技术特征，也未给出应用该技术特征的技术启示，且目前没有证据证明该技术特征是本领域的公知常识，同时权利要求所要求保护的技术方案因为该技术特征而具有有益的技术效果，则该权利要求相对于对比文件具备创造性。
具体就本案而言，
1、权利要求1请求保护一种用于增加隧道超前预报的地质雷达探测精度的方法。对比文件1公开了一种在隧道施工中，基于钻孔地质雷达技术的高分辨率三维成像超前地质预报方法（说明书第2-105段，图1-11），其具体步骤为：
步骤一：预打钻孔；在隧道掌子面上中间位置垂直打入一个深度为s，孔径为d的钻孔，s>0，d>0；
步骤二：制定探测方案；根据隧道施工的要求与现场的实际情况，初步制定雷达预测方案，确定雷达发射天线在钻孔内每次发射雷达波信号之间的距离，以及接收天线在隧道掌子面上自动传动的速度；
步骤三：钻孔内雷达发射天线的布设；
步骤四：按照测线方向布设传动轨道；
步骤五：将三维精细化成像系统中用到的各个设备连接起来；
步骤六：利用各个设备之间的配合，依次对各个测试点进行雷达数据采集；
步骤七：对采集的数据预处理；
步骤八：对雷达探测剖面雷达波速层析反演成像计算；
步骤九：对三维雷达波速图像处理；通过反演成像计算可得到测线剖面的雷达波速分布图，而测线剖面之间介质的雷达波速通过相邻测线剖面之间的雷达波速的线性插值得到，从而获得隧道掌子面前方雷达波速的三维分布图像，通过对该图像的分析和解释，便可直观、精确地确定隧道前方的地质异常体。
将权利要求1与对比文件1相比照，其中对比文件1中的步骤一的预打钻孔以及步骤三的钻孔内雷达发射天线的布设，相当于权利要求1的在测线的起始位置设置雷达天线；对比文件1中的步骤五至九的进行雷达数据采集、图像处理，相当于权利要求1的获得地质雷达图像；
权利要求1的技术方案与对比文件1公开的内容相比，区别技术特征在于：（1）步骤1中的在待测隧道底板的三个角点，每个角点上设置一个信号接收机，在地质雷达天线上设置信号发射机；所述信号发射机包括：电源、信号发生器、信号发射天线和信号放大器；所述电源为信号发生器、信号发射天线和信号放大器供电；信号发生器产生的设定频率的信号，经过信号放大器放大后再由信号发射天线发射出去；所述信号接收机包括：电源、天线、接收放大电路、微型处理器和数据存储器；所述电源为天线、接收放大电路、微型处理器和数据存储器供电，所述天线接收的信号后经接收放大电路放大，然后经微处理器处理并将数据存储到数据存储器中；所述微型处理器为低耗能微型处理器；所述信号发射机通过卡扣或强力吸盘固定在地质雷达天线上并随地质雷达天线一起运动；（2）步骤2至5中的信号发射机每毫秒发射一次信号，三个信号接收机接收来自信号发射机的信号，对信号进行处理后进行存储，所述对信号进行处理是指每个信号接收机将自己接收的信号信息转换为信号接收机与信号发射机之间距离的信息；以每个信号接收机为球心，以步骤(2)得到的信号接收机与信号发射机之间的距离为半径，绘制三个球面；三个球面的交点就是雷达天线的位置点；依次得出雷达天线在不同时刻的位置点；将所有的位置点连接成线，就得到了地质雷达的移动轨迹；将地质雷达图像与所得地质雷达的移动轨迹对应，将解译的雷达信息逐一对应到地质雷达的移动轨迹上，从而实现不良地质体在隧道中的精确定位。基于上述区别技术特征，本申请权利要求1实际要解决的技术问题是：获得地质雷达的移动轨迹，进而将地质雷达图像与该轨迹相对应，从而实现隧道中的不良地质体的精确定位。
对于上述区别技术特征，对比文件1完全没有任何相关内容。对比文件1中仅仅公开了利用已有的地质钻孔和掌子面，在钻孔内布设雷达发射天线，并利用辐射状布置在隧道掌子面上的多个雷达接收天线，将采集的雷达数据进行处理，以实现隧道掌子面前方的地质情况的三维成像。也就是说，对比文件1的技术方案是对雷达探测数据实施约束反演并实施三维插值成像，其首先没有在地质雷达天线上设置需要绘制雷达移动轨迹的信号发射机，也没有接收信号发射机的信号的三个信号接收机；即完全没有涉及如何获得地质雷达的移动轨迹的内容。因此，对比文件1并没有公开上述区别技术特征，也未给出任何技术启示。
对于上述区别技术特征，对比文件2公开了一种地下管道三点定位仪的工作方法，并具体公开了（参见说明书第3-39段，附图1-3）：提供一种成本低廉、简便可行的非开挖式的地下管道测绘装置，能够用于穿越障碍物下方的地下管道的测绘。该地下管道三点定位仪包括发射机1、三个接收机2和控制站3。所述发射机1在地下管道内发射甚低频信号。所述三个接收机2在地面接收所述甚低频信号，并将自身位置以及所接收的甚低频信号的强度传递给控制站3。所述控制站3根据三个接收机2的位置以及所接收的甚低频信号的强度计算出发射机1的三维坐标。或者，所述三个接收机2在地面接收所述甚低频信号并计算出各自与发射机1之间的距离，再将自身位置以及各自与发射机1之间的距离传递给控制站3。所述控制站根据三个接收机2的位置以及各自与发射机1之间的距离计算出发射机1的三维坐标。所述发射机1包括电源10、信号发生器11、信号功率放大器12、匹配天线13等。所述电源10为发射机1内的其余各组成部分供电。所述信号发生器11产生甚低频信号，即频率在3kHz～30kHz之间。所述信号功率放大器12对信号发生器 11产生的甚低频信号进行功率放大。所述匹配天线13将功率放大后的甚低频信号发射出去。所述接收机2包括电源20、天线21、接收放大电路22、卫星定位装置23等。所述电源20为接收机2内的其余各组成部分供电。所述天线21接收甚低频信号。所述接收放大电路22将天线21接收的甚低频信号进行放大。所述卫星定位装置 23例如为GPS接收机、格洛纳斯接收机、北斗接收机等，用来为接收机2进行实时定位。接收机2还通过有线通讯、或无线通讯方式将自身位置、以及所接收的甚低频信号强度传递给控制站3。或者，接收机2根据所接收的甚低频信号强度计算出与发射机1的距离，再将自身位置、以及与发射机1之间的距离传递给控制站3。
该地下管道三点定位仪的工作方法为：第1步，发射机在地下管道内从测绘起点(通常为地下管道的某一个出入口)前进一段距离，然后停止运动。这一步操作可以通过电机拖动系在发射机上的绳索自动实现，也可由人工以绳索拖动发射机实现，也可由人工手持发射机在地下管道内步行实现。优选地，发射机每次前进相同距离，例如为1米，然后停止运动。
第2步，发射机在地下管道的当前停止位置发射甚低频信号，该甚低频信号透过地层，到达地表。根据信号衰减的规律，距离发射机的当前停止位置越近，则甚低频信号的强度越大。
第3步，三个接收机分别得到所接收的甚低频信号强度，它们计算出与发射机之间的距离，然后将卫星定位装置所得的自身位置、与计算出的与发射机之间的距离一起传递给控制站。
或者，三个接收机分别得到所接收的甚低频信号强度，它们将卫星定位装置所得的自身位置、与所接收的甚低频信号强度一起传递给控制站。由控制站根据各个接收机所接收的甚低频信号强度计算出各个接收机与发射机之间的距离。
第4步，控制站以三个接收机的坐标为圆心(如采用笛卡尔坐标系，则以X轴、Y轴表示地平面，Z轴表示海拔高度；X轴、Y轴坐标由接收机中的卫星定位装置得到，Z轴坐标也可由接收机中的卫星定位装置得到或者近似地设为0)，以各个接收机与发射机之间的距离为半径得到三个球面。控制站接着计算这三个球面的相交点，相交点有两个。控制站屏蔽掉Z轴坐标大于0的一个相交点，将Z轴坐标小于0的另一个相交点作为发射机的当前停止位置的三维坐标并予以记录。
第5步，重复第1步～第4步，直至发射机抵达地下管道内的测绘终点(通常为地下管道的另一个出入口)。将发射机的每个停止位置的三维坐标连线便得到了整个地下管道的三维位置分布即地下管道的轨迹，这样便完成了地下管道的本次测绘任务。
将权利要求1与对比文件2相比照，其中，对比文件2中的三点定位仪的三个接收机2，相当于权利要求1的三个角点上各设置的一个信号接收机；第1步中的发射机在地下管道内从测绘起点前进一段距离，相当于权利要求1中的在测线的起始位置设置信号发射机；对比文件2中的发射机1包括电源10、信号发生器11、信号功率放大器12、匹配天线13等，所述电源10为发射机1内的其余各组成部分供电，所述信号发生器11产生甚低频信号，即频率在3kHz～30kHz之间，所述信号功率放大器12对信号发生器 11产生的甚低频信号进行功率放大，所述匹配天线13将功率放大后的甚低频信号发射出去；相当于权利要求1中的信号发射机包括：电源、信号发生器、信号发射天线和信号放大器；所述电源为信号发生器、信号发射天线和信号放大器供电；信号发生器产生的设定频率的信号，经过信号放大器放大后再由信号发射天线发射出去；对比文件2中的接收机2包括电源20、天线21、接收放大电路22、卫星定位装置23等，所述电源20为接收机2内的其余各组成部分供电，所述天线21接收甚低频信号，所述接收放大电路22将天线21接收的甚低频信号进行放大，相当于权利要求1中的信号接收机包括：电源、天线、接收放大电路，所述电源为天线、接收放大电路，所述天线接收的信号后经接收放大电路放大；对比文件2中的第4步，控制站以三个接收机的坐标为圆心(如采用笛卡尔坐标系，则以X轴、Y轴表示地平面，Z轴表示海拔高度；X轴、Y轴坐标由接收机中的卫星定位装置得到，Z轴坐标也可由接收机中的卫星定位装置得到或者近似地设为0)，以各个接收机与发射机之间的距离为半径得到三个球面，控制站接着计算这三个球面的相交点，相交点有两个，控制站屏蔽掉Z轴坐标大于0的一个相交点，将Z轴坐标小于0的另一个相交点作为发射机的当前停止位置的三维坐标并予以记录，相当于权利要求1中的步骤3以每个信号接收机为球心，以步骤(2)得到的信号接收机与信号发射机之间的距离为半径，绘制三个球面；三个球面的交点就是雷达天线的位置点；对比文件2中的第5步，重复第1步～第4步，直至发射机抵达地下管道内的测绘终点(通常为地下管道的另一个出入口)，将发射机的每个停止位置的三维坐标连线便得到了整个地下管道的三维位置分布即地下管道的轨迹，相当于权利要求1中的步骤4的依次得出雷达天线在不同时刻的位置点，将所有的位置点连接成线，就得到了目标移动轨迹。
由此可知，对比文件2公开了测距交汇原理，即与权利要求1的对于目标物的移动轨迹的绘制方法是一样的。但是，对比文件2仅设置发射机1在地下管道内发射甚低频信号，而三个接收机2均在地面接收所述甚低频信号；而本申请则是信号发射机和三个信号接收机均设置在隧道内，并且信号发射机固定于地质雷达天线上随其一起运动。也就是说，对比文件2的信号发射机并不是固定在地质雷达天线上，其不需要绘制地质雷达的移动轨迹，并且其三个接收机均在地面，与本申请的三个接收机均在隧道内工作是不同的，即对比文件2也并不涉及如何获得地质雷达的移动轨迹的内容。此外，对比文件2也完全没有涉及权利要求1的步骤5，将地质雷达图像与所得地质雷达的移动轨迹对应，将解译的雷达信息逐一对应到地质雷达的移动轨迹上，从而实现不良地质体在隧道中的精确定位。虽然对比文件2中公开了通过三接收机的测距交汇原理来绘制地下管道的内容，但其仅仅是进行地下管道测绘，并没有涉及将获得的移动轨迹与所需图像相对应的内容，因此不可能给出通过准确确定地质雷达的移动轨迹来提高地质雷达图像成像准确度的技术启示。因此，对比文件2并没有公开上述区别技术特征（1）中的步骤1中的在待测隧道底板的三个角点，每个角点上设置一个信号接收机，在地质雷达天线上设置信号发射机；所述信号发射机通过卡扣或强力吸盘固定在地质雷达天线上并随地质雷达天线一起运动；以及上述区别技术特征（2）中的步骤2至5中的信号发射机每毫秒发射一次信号，三个信号接收机接收来自信号发射机的信号，对信号进行处理后进行存储；得到了地质雷达的移动轨迹；将地质雷达图像与所得地质雷达的移动轨迹对应，将解译的雷达信息逐一对应到地质雷达的移动轨迹上，从而实现不良地质体在隧道中的精确定位。
综上，对比文件1仅公开了关于如何通过地质雷达获得三维图像的内容，对比文件2中公开了通过在地面设置接收机来绘制地下管道轨迹的内容。但是二者均不涉及在地质雷达天线上固定信号发射机，并且将信号发射机与信号接收机均设置于地下；并获得地质雷达图像以及地质雷达的移动轨迹，最后将地质雷达图像与地质雷达的移动轨迹相对应，以将解译的雷达信息逐一对应到地质雷达的移动轨迹上，从而实现不良地质体在隧道中的精确定位的内容，也没有暗示或明示在各自的技术方案上相互结合的技术启示。由于在待测隧道底板上设置信号接收机，因此在地质雷达天线运动过程中信号接收器的位置是固定的，因此信号接收器仅需要将自己接收的信号信息转化为信号接收机与信号发射机之间的距离信息即可。并且，本申请将地质雷达图像与所得地质雷达的移动轨迹对应，将解译的雷达信息逐一对应到地质雷达的移动轨迹上，从而实现不良地质体在隧道中的精确定位，克服了传统的只参照预先测线进行图像定位，导致不良地质体的实际位置定位不准的问题。
同时，也没有证据显示上述区别技术特征属于本领域的公知常识。
因此，权利要求1相对于对比文件1、2以及本领域公知常识的结合具有突出的实质性特点和显著的进步，具备专利法第22条第3款规定的创造性。
2、权利要求2请求保护一种用于增加隧道超前预报的地质雷达探测精度的系统。对比文件1公开了一种基于钻孔地质雷达技术的三维精细化成像系统（说明书第2-105段，图1-11），它包括：雷达发射天线3、雷达接收天线4、雷达主机22与雷达天线传动装置21、蓄电池19、控制主机18以及计算机20；雷达发射天线3通过雷达天线递送装置17被送入钻孔2内，雷达发射天线3和雷达接收天线4通过电缆与雷达主机22连接，雷达主机22通过电源线与蓄电池19连接，雷达主机22通过通信电缆与计算机20连接，雷达天线传动装置21通过通信电缆与控制主机18连接，控制主机18通过电源线与蓄电池19连接，并保证设备的连接过程中处于断电状态，所述雷达接收天线4通过雷达天线传动装置21在隧道掌子面1上传动。所述雷达发射天线3通过雷达天线递送装置17被送入隧道掌子面1中间位置的钻孔2内，雷达发射天线3为杆状发射天线，以等间距的形式发射雷达波信号。所述雷达接收天线4按照辐射状布置在隧道掌子面1上。
首先在隧道掌子面1中间位置打入一个钻孔2，利用单个的钻孔2，在钻孔2里面放置雷达发射天线3，在隧道掌子面1上设有若干条测线，钻孔2中的雷达发射天线3借助雷达天线递送装置17递送到钻孔2某一深度并向隧道掌子面1发射雷达波信号，隧道掌子面1上的雷达接收天线4借助自动雷达天线传动装置21沿测线移动，依次扫描并采集雷达信号，完成一次发射采集循环。一次发射采集循环结束后，钻孔2中的雷达发射天线3借助雷达天线递送装置17按等间距的形式向钻孔2深部移动，再执行下一次发射采集循环。最后当雷达数据全部采集完毕后，对探测数据实施约束反演并实施三维插值成像，实现对隧道掌子面前方地质情况的三维精细化探测，以钻孔为中心向外辐射的每一个方向均为一条测线。
将权利要求2与对比文件1相对比，其中，对比文件1中的雷达发射天线3通过雷达天线递送装置17被送入钻孔2内，相当于权利要求2的在测线的起始位置设置雷达天线；对比文件1中的雷达接收天线4依次扫描并采集雷达信号，当雷达数据全部采集完毕后，对探测数据实施约束反演并实施三维插值成像，相当于权利要求2中的获得地质雷达图像。
权利要求2的技术方案与对比文件1公开的内容相比，区别技术特征在于：（1）信号发射机和信号接收机；所述信号发射机设置在待测隧道底板的三个角点上，每个角点上设置一个信号接收机，在测线的起始位置设置雷达天线，在地质雷达天线上设置信号发射机；信号发射机每间隔设定时间发射信号，三个信号接收机接收来自信号发射机的信号，对信号进行处理后进行存储，所述对信号进行处理是指每个信号接收机将自己接收的信号信息转换为信号接收机与信号发射机之间距离的信息；所述信号发射机包括：电源、信号发生器、信号发射天线和信号放大器；所述电源为信号发生器、信号发射天线和信号放大器供电；信号发生器产生的设定频率的信号，经过信号放大器放大后再由信号发射天线发射出去；所述信号接收机包括：电源、天线、接收放大电路、微型处理器和数据存储器；所述电源为天线、接收放大电路、微型处理器和数据存储器供电，所述天线接收的信号后经接收放大电路放大，然后经微处理器处理并将数据存储到数据存储器中；所述微型处理器为低耗能微型处理器；所述信号发射机通过卡扣或强力吸盘固定在地质雷达天线上并随地质雷达天线一起运动；（2）以每个信号接收机为球心，以得到的信号接收机与信号发射机之间的距离为半径，绘制三个球面；三个球面的交点就是雷达天线的位置点；依次得出雷达天线在不同时刻的位置点；将所有的位置点连接成线，就得到了地质雷达的移动轨迹；将地质雷达图像与所得地质雷达的移动轨迹对应，将解译的雷达信息逐一对应到地质雷达的移动轨迹上，从而实现不良地质体在隧道中的精确定位。基于上述区别技术特征，本申请权利要求2实际要解决的技术问题是：获得地质雷达的移动轨迹，进而将地质雷达图像与该轨迹相对应，从而实现隧道中的不良地质体的精确定位。
由于上述区别技术特征与权利要求1和对比文件1的区别技术特征相对应，因此，基于与权利要求1相同的理由，权利要求2相对于对比文件1、2以及本领域公知常识的结合具有突出的实质性特点和显著的进步，具备专利法第22条第3款规定的创造性。
3、对于驳回决定以及前置审查意见，合议组认为，对比文件1虽然公开了地质雷达发射天线在特定位置处发射信号并对地质情况进行成像的技术特征，但是对比文件1中的地质雷达发射天线上并没有设置用于定位雷达天线的具体位置的信号发射机。也就是说，对比文件1仅仅公开了利用地质雷达成像的技术内容，而并没有公开如何获得雷达天线的实际移动轨迹的内容，即无法实现将雷达天线的实际位置与不良地质体对应，最终精确定位不良地质体的位置。即，对比文件1完全没有涉及用于绘制地质雷达轨迹的信号发射机，也不会涉及信号发射机每毫秒发射一次信号的内容。对比文件2中虽然公开了设置三个接收机不在一条直线上，根据测距交会原理，最终确定发射机移动轨迹的技术特征，但是在对比文件2中只有发射机位于地下管道内，三个接收机均在地面上，与本申请的发射机和接收机均需要位于隧道内的工作方式是截然不同的。而且，对比文件2的技术方案就是利用测距交会原理完成对于地下管道的测绘，其并不涉及地质雷达三维成像的内容，更不涉及将实际轨迹与成像相对应的内容，对于本领域技术人员来说，没有启示将对比文件2公开的测距交会原理结合到对比文件1中时，也没有动机将接收机的位置改在在隧道环境内。也就是说，虽然对比文件1公开了地质雷达发射机在特定位置处发射信号对地质异常体进行成像的技术特征，但是该特征并不能够实现将雷达发射天线的实际位置与地质雷达图像对应，最终精确定位不良地质体的方案。本申请的技术构思在于，利用测距交会方法绘制地雷雷达的移动轨迹，以便将最后获得的地质雷达的实际移动轨迹与获得的地质雷达图像相对应，将解译的雷达信息逐一对应到地质雷达的移动轨迹上，从而实现不良地质体在隧道中的精确定位。即本申请所真正要解决的技术问题是如何提高地质雷达图像成像的准确性，而不仅仅是对地质雷达的轨迹进行准确定位。也就是说，对比文件1-2都没有提出任何涉及地质雷达移动轨迹与地质雷达图像成像准确性相关的技术问题，即不可能给出准确定位地质雷达移动轨迹有助于提高地质雷达图像成像准确性的技术启示，因此仅依据对比文件2的采用测距交会法对管道进行测绘的技术内容，本领域技术人员没有动机将其结合到对比文件1的技术方案中，并相应地设计出对地质雷达移动轨迹进行准确定位的具体技术手段，从而并不能获得本申请的将地质雷达图像与地质雷达的移动轨迹相对应，以实现不良地质体在隧道中的精确定位的技术方案。
根据上述事实和理由，本案合议组依法做出以下审查决定。
三、决定
撤销国家知识产权局于2018年11月02日对本申请作出的驳回决定。由国家知识产权局原专利实质审查部门在本复审请求审查决定所依据文本的基础上对本发明专利申请继续进行审查。
如对本复审请求审查决定不服,根据专利法第41条第2款的规定,请求人自收到本决定之日起三个月内向北京知识产权法院起诉。
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