浅谈农机GPS卫星定位和自动导航驾驶系统的应用
浅谈农用车辆自动导航驾驶系统及应用
体现 ， 是实施精准农 业的基础 ， 该系统技术在耕地 、
整地 、 起垄 、 播种 、 喷药等 作业 生产 中 ， 对行 距 的精准 度、 减 少 成本 、 优化 农 作 物 的种 植 农 艺 、 提 高 生产 质
通讯作者 ： 马俊贵
（ １ ） 拖拉机 自身 的液压输 出， 驱动定量低速大
ｄ ｏ ｉ ： １ ０ ． １ ３ ６ ２ ０ ／ ｊ ． ｃ ｎ ｋ ｉ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ｌ ０ ０ ７ — ７ ７ ８ ２ ． ２ ０ １ ４ ． ０ ２ ． ０ ０ ８
中图分类号 ： ￥ ２ ３ ２ ． ３ 文 献标 识 码 ： Ａ
以获取 农业 生产 中的农作 物 生长 、 病 虫害 、 水肥 及所 处 环境 状 况 的信息 ， 并 进 行 动态 分 析 、 诊断 、 决 策 和 制 定实 施 计划 ， 在 Ｇ Ｐ Ｓ与 Ｇ Ｉ Ｓ支持 下 进行 生 产 的现 代化 农 业【 ｌ Ｊ 。精 准农 业实 现 了低投 人 高产 出 ， 提 高 了 农业 资 源 的利用 率 。 农 用 车辆 自动 导航 驾驶 系统 是精 准农 业技 术 的
马达 ； 调速阀应具备较好的流量控制特性和可靠性。 该方案优于采用节流阀调速控制方案 ，但油液发热
后会 导致 调速 性 能不 稳定 。 （ ２ ）拖拉 机 动力输 出轴通 过万 向联 轴器 驱 动变 量泵 ， 选 用定 量低 速 大扭 矩马 达 ， 该 方案 本质 上 为变
方案 ： 调速阀调速、 变量泵调速 、 变量马达调速 ， 供后
摘 要 ： 农 用车辆 自动导航 驾驶技 术是 精准农业工程 中的关键技 术 ， 文中介 绍 了国内外农 用车辆 自动 导航 驾驶 系统 的发展现状 ， 概述 了系统 的组成 、 工作原理 、 安装 、 使 用方 法及 经济效益 等 ， 并对其工作过程 进行 了分析 总结 ， 旨在 对 农 用 车 辆 自动 导航 驾 驶 系统 的 应 用提 供 思路 与 建议 。 关 键 词： 农 用车辆 ； 自动导航 ； 自动驾驶
GPS自动导航驾驶系统在黑龙江垦区农机作业上的应用
GPS自动导航驾驶系统在黑龙江垦区农机作业上的应用1. 引言1.1 GPS自动导航驾驶系统简介GPS自动导航驾驶系统是一种利用全球定位系统（GPS）技术实现自动导航的驾驶系统。
通过接收卫星信号并计算车辆当前位置，GPS 自动导航系统能够实现车辆的自动驾驶和自动导航功能。
在农机作业中，GPS自动导航驾驶系统可以帮助农民减轻劳动强度，提高作业效率。
GPS自动导航驾驶系统通常由GPS接收器、导航控制器、卫星信号天线和作业控制器等组成。
GPS接收器用于接收卫星信号并确定车辆当前位置，导航控制器用于计算路径规划和导航指令，卫星信号天线用于接收卫星信号，作业控制器用于控制作业设备的工作。
在黑龙江垦区，农机作业是农民生产的重要环节，而传统的手工作业方式存在效率低下、成本高昂等问题。
引入GPS自动导航驾驶系统，可以有效解决这些问题，提高农机作业的现代化水平。
通过实时监测车辆位置和自动控制车辆行驶路线，GPS自动导航系统可以确保作业精度和效率，提高农田作业质量，降低生产成本，推动农业生产的现代化和智能化发展。
1.2 黑龙江垦区农机作业现状黑龙江垦区是我国重要的农业生产基地之一，农机作业在该区占据着重要的地位。
目前，黑龙江垦区的农机作业主要以传统的手工操作和传统农机为主，存在着作业效率低下、成本较高、作业质量参差不齐等问题。
一方面，由于传统手工操作和传统农机的局限性，农机作业效率较低，不能满足快速高效的农业生产需求。
由于缺乏科学精准的作业方式，造成了浪费资源、增加了劳动强度和生产成本。
在这样的背景下，引入GPS自动导航驾驶系统成为提高黑龙江垦区农机作业现状的重要途径。
通过引入先进的GPS技术，可以实现农机作业的精准操作，提高作业效率，降低生产成本，并提升作业质量。
在黑龙江垦区农机作业现状的改善中，GPS自动导航驾驶系统具有重要的意义和作用。
2. 正文2.1 GPS自动导航驾驶系统在农机作业中的应用GPS自动导航系统在农机作业中的应用是农业领域中的一项重要技术创新。
拖拉机GPS卫星导航自动驾驶技术的应用
４ ． 减 少机械 收 获损 失 实施卫 星导航 精准 播种作 业 的机 采棉 、机收甜菜 、制种玉米等作 物，减 少因为
、
昌吉市引进使用情况
２ ０ １ ２ 年 ，昌吉市共 引进 ６ 套Ｇ Ｐ Ｓ导航设备 ，包括 作物交接 行偏差导致 的机 械化 收获作业损 失。如机 收
１ 套液 压 式 （ 北 京麦格天 农公司的美 国天宝 ） ，５套 电 甜菜无法 对行采 收导致部分甜菜 破损 ，降低 产量 ； 如 动方 向盘 式 （ 南京天辰礼达公司的美国拓普康 ） ，单台 制种玉米机械化去雄率不高等。
８ ０ ４拖拉 机 ，用于机 采棉花 模式化种 植作业 。截 至 目 全 生产。 前，６套设 备 已播 种作业 面积 １ ２ ０ ０ ０余亩。通过 近期
３ ． 在实 际作业 过程中，驾 驶员不用操 控拖拉 机的
农 机 科 技 推 广
２０ １ ３ ． ０ ６
Ａ ＧＲ ｌ ＣＧ Ｔ Ｌ ｊ Ｒ ＥＭＡ Ｃ Ｙ Ｔ Ｅ Ｃ ＨＩ Ｎ Ｅ Ｒ ＨＮ ｏＬ ０Ｇ ｖＥ ｘ Ｔ
行程 （ 提起农 具 ） 确定 Ａ点和 Ｂ点 。
果 按照 不跑 空趟 ，拖拉 机驾驶 员 直接进 行播 种作业 ，
５ ． 信 号基站架设 宜选 择 电台式 。经测试 ， 目前在 播 到地头 同时也定了 “ Ａ Ｂ ”线 ，此种方 式需要 吊线 插 农 村 的中国电信 、中国联通 、中国移 动无 线数 据 网络 标 杆，耽误 的时间反而更 多，耽误农 时更不划算 。建 信号均不 理想 ，只能选 择 电台式信号基 站，其优 点是 议 厂家研发一种 手持式 定位设备，拖拉 机 出发点定 位 电台式基 站可靠性 、稳定性优于 网络信号基站。 Ａ点 ，远距 离手持式 设备可以定 Ｂ点 ，避 免 拖拉机 空 ５ ． Ｇ Ｐ Ｓ导航 系统设备非拖 拉机 原装标 配产 品，改 装换装 复杂。Ｇ Ｐ Ｓ 导航 自动驾驶系统是一种精密仪器 ，
农业机械化中的GPS导航系统与自动化控制方法
农业机械化中的GPS导航系统与自动化控制方法近年来，随着科技的发展，农业机械化正在迈入一个新的时代。
在这一过程中，GPS导航系统和自动化控制方法正逐渐成为农业机械化的重要组成部分。
本文将探讨GPS导航系统和自动化控制方法在农业机械化中的应用，以及对农业生产的影响。
GPS导航系统是一种利用全球定位系统技术来确定位置和时间的设备。
它可以通过卫星信号来精确定位农业机械设备的位置，从而实现自动导航和精确操作。
在农业领域，GPS导航系统可以广泛应用于种植、喷洒、收割等作业过程中。
首先，GPS导航系统可以提供精确的定位信息，将农田划分成小区进行管理。
利用GPS导航系统，农民可以在作物生长的过程中对不同地块进行差异化管理，根据不同地块的土壤条件、养分含量等因素，合理调整施肥、灌溉等农业生产活动。
这不仅可以提高农田利用率，减少资源浪费，还能够最大限度地提高农作物的产量和品质。
其次，GPS导航系统可以实现自动化控制，提高农机作业的效率。
传统的农机作业由人工操作，存在作业效率低、误差大等问题。
而在使用GPS导航系统的农机中，农民只需要设定作业路线和参数，农机就能够根据导航系统的指示进行自动导航和操作。
这大大减轻了农民的劳动强度，提高了作业效率，并减少了能源消耗。
此外，GPS导航系统还可以与其他农业智能设备相结合，实现全自动作业。
例如，可以将农机与无人机结合，利用GPS导航系统对农田进行巡航，实时监测农作物的生长情况，检测病虫害等，并及时采取相应的防治措施。
这不仅提高了农作物的防治能力，还能够降低人工巡视的成本，提高农业生产的效率和质量。
除了GPS导航系统，自动化控制方法也是农业机械化的重要组成部分。
自动化控制方法可以通过传感器、执行器、控制器等设备来实现对农机作业过程的自动控制。
它可以对作业质量进行实时监测和控制，提高农机作业的精确度和一致性。
例如，自动化控制方法可以应用于农机作业中的施肥过程。
利用传感器可以实时监测农田的土壤质量和作物的生长情况，根据监测结果调节施肥量和施肥方法，使施肥过程更加科学合理。
GPS定位系统在农机深松中的实践
GPS定位系统在农机深松中的实践随着农业科技的不断发展，农机在农田作业中起到了越来越重要的作用。
特别是在农机深松作业中，农机的作用更加显著。
而随着全球定位系统（GPS）技术的不断进步，GPS定位系统在农机深松中的应用也越来越普遍。
本文将结合实际案例，探讨GPS定位系统在农机深松中的实践应用。
一、GPS定位系统的基本原理我们来了解一下GPS定位系统的基本原理。
GPS全称为Global Positioning System，是由美国国防部维护的卫星导航系统。
它通过一组卫星在地球上建立起一个三维空间的坐标系，能够准确地测定出地球上任意位置的经度、纬度和高度。
农业领域的GPS定位系统通常也会结合地理信息系统（GIS）技术，实现对农田的精准监测和管理。
现在许多农机配备了GPS定位系统，这使得农机深松作业更加高效、精准。
具体来说，GPS定位系统在农机深松中的应用主要包括以下几个方面：1. 地块勘测：在进行农田深松作业前，农民可以通过GPS定位系统对农田进行勘测，精确测定出土地的形状和大小，有利于合理规划作业路线和节约成本。
2. 自动驾驶：部分农机配备了自动驾驶系统，能够根据预先设定的农田地块范围和路线进行自主行驶，通过GPS定位系统实现精准导航，减少了人力成本和作业误差。
3. 作业监控：GPS定位系统可以实时监测农机作业的轨迹和速度，记录作业时间和耗油量，为后期作业管理和效益评估提供数据支持。
4. 效果评估：通过GPS定位系统，农民可以对不同地块的深松效果进行对比分析，找出最适宜深松的地块和作业方式，有助于提高农田的产量和质量。
以下是一些使用GPS定位系统进行农机深松的实践案例，这些案例都展示了GPS定位系统在农机作业中的积极作用：案例一：美国农场的GPS定位系统应用美国一些大型农场广泛应用GPS定位系统进行农机深松作业。
通过GPS定位系统，农民可以事先规划好作业路线，让农机按照预定的路径行驶，而且作业时能够实时监控农机的作业情况。
GPS导航技术在农业机械设计中的应用
GPS导航技术在农业机械设计中的应用现今我国农业取得了举世瞩目的发展成就，在农业发展中农业机械发挥着重要的作用。
而农业机械性能的提高，需采用电子信息技术、GPS导航技术等多种先进技术。
对此，结合当前农业机械设计的现状，探讨GPS导航技术的应用，具体分析如下。
1 GPS导航技术及其原理全球定位系统(GPS)是一种先进的技术，技术的基本原理为，按照高速运动的卫星瞬间定位作为已知起算数据，用空间距离后方交会法，准确确定待测点的坐标。
目前，GPS 导航技术在地质勘探、石油勘探、煤炭勘探、交通导航及大地测量等领域均得到了良好的应用，且其应用范围在不断拓展。
在农业机械领域，GPS导航技术也得以应用，提升了农业机械的性能。
2 GPS导航技术在农业机械设计中的应用2.1 在农机运输与农机具中的应用在农机运输与农机具设计上，加用车载GPS，能程序化地跟随已设路线开展耕作施肥与病虫害防治工作，可节约生产费用。
在西方国家，不少国家投入了新型联合收割机，此种收割机应用了GPS导航技术与地理信息系统。
在联合收割机上，利用GPS导航技术，可提供不同农田作业区的成熟度信息。
另外，利用GPS导航技术还可按照不同农作物分区，引导联合收割机分类开展工作，提高作业效率，降低费用。
2.2 在虫害杂草灾害监测中的应用在过去，对农作物病虫害的调查，通常是各地派遣调查人员来开展，然后将调查数据逐级上报。
但因为病虫害传播快、危害面积大，所以这种传统调查方式已经不适用。
而近年来，在病虫害杂草危害监测中，利用GPS导航技术，可精确定位灾害发生地点，尤其是可将调查数据输入计算机，并由计算机计算不同灾情区投药量，然后在GPS导航技术引导下精确投药。
在喷雾治理病虫害时，可利用GPS设备准确治理重灾地区，并减少化学药剂造成的危害。
2.3 在播种施肥中的应用提高农作物产量的方法较多，而播撒适量的化肥是一种有效的方法，但传统方法一般无法将化肥播撒到准确位置。
农机行业中智能农机GPS导航技术的使用技巧
农机行业中智能农机GPS导航技术的使用技巧随着科技的不断发展和普及，智能农机GPS导航技术在农机行业中的应用越来越广泛。
GPS导航技术的发展使得农机的操作更加准确、高效，有助于提高农机作业的质量和效率。
本文将重点介绍智能农机GPS导航技术在农机行业中的使用技巧，希望能对广大农机操作员有所帮助。
一、了解GPS导航技术的原理和功能在使用GPS导航技术之前，首先需要对其原理和功能有所了解。
GPS（Global Positioning System）是一套卫星定位系统，由全球范围的卫星、地面控制站和接收设备组成。
它通过现场采集卫星信号并进行数据处理，能够准确地定位农机的位置和轨迹，为农机作业提供导航和定位服务。
二、选择适合的GPS导航设备在农机行业中，有许多不同类型的GPS导航设备可供选择。
根据具体作业需求，选择适合的GPS导航设备非常重要。
一般来说，农机GPS导航设备应具备以下特点：定位准确、信号稳定、操作简单、实时显示地图、具备数据记录和回放功能等。
此外，还要考虑设备的耐用性和维修保养的方便性。
三、进行设备设置和校准操作在使用GPS导航设备前，需要进行设备设置和校准操作。
首先，根据设备说明书设置好农田的范围和作业任务。
然后，在开展作业之前，进行设备校准，包括测量和输入农机的尺寸、传感器位置等信息，以确保设备能够正确计算农机的位置和行驶轨迹。
四、学习使用导航系统的功能GPS导航设备通常配备了多种功能，如自动驾驶、作业记录、地块管理等。
熟练掌握这些功能，对于提高作业效率和质量非常重要。
例如，自动驾驶功能可以根据预设的路径和参数自动控制农机行驶，减轻操作员的工作负担，提高作业的准确性；作业记录功能可以记录农机的作业轨迹和效果，有助于分析和改进作业策略；地块管理功能可以帮助农机操作员更好地管理农田，提高土地的利用率。
五、根据作业需求合理规划路径和参数在进行农机作业前，根据具体的作业需求进行路径和参数的规划非常重要。
拖拉机GPS导航自动驾驶技术的推广应用
和拖拉机车顶安装的卫星定位组件接收实时、 高精度的车辆当前位置、速度等信息数据，并提 供给安装在驾驶室内的控制器组件， 由控制器 组件将修正偏差后的数据传递给高精度电动方 向盘组件，进行合理的转向调整，最终实现自动 控制。
农农村村牧牧区区机机械械化化 22001047 年年第第 52 期期（（总总第第 17114期期））
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推广天地
耕春播中投入使用， 引起强烈反响， 取得了效 果。 农机 ＧＰＳ 卫星导航自动驾驶系统实现了播 行 端 直 、 接 行 准 确 ，１０００ｍ 播 行 偏 差 不 超 过 ２ｃｍ。 可以通过网络和电台两种模式作业，装卸 方便， 一机多用， 在网络通讯模式下，在 ３０￣５０ｋｍ 作 业 范 围 之 内 可 安 装 永 久 式 基 站 ，同 时，该系统可在各种品牌车型拖拉机安装使用， 适用于开沟、起垄、播种、施肥、打药、收获作业。 1 自动导航技术的应用，对农业生产节本增效 有着积极的促进作用 １．１ 在未使用自动导航之前， 有些驾驶员播种 质量参差不齐，尤其是行距衔接不一致，给后续 田管作业如中耕、植保带来诸多不便。 通过使用 精确卫星定位导航系统播种，进行播种作业时， １０００ｍ 播行垂直误差不超过 ２ｃｍ， 衔接行距的 精度可达 ２ｃｍ。 为农作物后续田间作业打下坚 实基础，也得到广大农民和农机手的好评。 １．２ 机车实行自动化驾驶后能减轻驾驶员的劳 动强度。 减少人为因素干扰， 规范农业生产过 程。 机组人员可由 ２ 人减少至 １ 人，人工开支减 少一倍。 １．３ 实 行 自 动 驾 驶 后 可 以 增 加 机 动 车 的 利 用 率，提高工作效率，降低生产费用。 一个机组播 种作业一个季节下来可实现 ２０００ 亩。 增加收入 ５０％￣６０％。 自动驾驶达到播行端直、行距一致， 避免了土地浪费，土地利用率提高 ５％。 １．４ 导航技术适合各种不同的地形作业， 减少 重复作业，减少土壤被压实，工作不受雾天、黑 夜影响，能实现 ２４ｈ 播种作业。 方便农忙时节时 间安排。 大大地提高了机车的出勤率与时间利 用率。 １．５ 综合效益显著。 拖拉机自动驾驶技术应用 于播种机组进行作业，日作业量可增加 ５０％。 应 用于耕整地机组进行作业， 作业效率可提高 ３０％， 且作业质量好。 应用于植保机组进行作 业，可实现定点定量自动控制喷药，可减少肥料 和农药消耗，有效降低生产成本。
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农机GPS卫星定位和自动导航驾驶系统的应用概论随着我国高新技术的应用和电子信息技术的渗透，以及现代化精细农业的要求和农机高科技技术的迅速发展。
农机GPS卫星定位和自动导航驾驶已成为现代化大农业的一个重要组成部分。
在播种、施肥、洒药、收获、整地、起垄等许多农机作业项目上发挥着重要的作用，并有着广阔的发展前景。
2010年鹤山农场本着“立足大农机、发展大农业”的原则，不断提高农机科技含量和高新技术的推广应用，为迪尔7830、克拉斯836等先进机型安装了17套GPS卫星定位和自动导航驾驶系统，通过进行秋整地和秋起垄作业，这套系统不仅提高了机车的作业质量和工作效率，实现节本增效，而且很大程度的减轻了驾驶操作人员的劳动强度。
“三秋”阶段机车减少了“重漏”和“空跑”现象，17台车共节省主燃油45吨，节约资金33.75万元，提高机车工作效率20%以上，增加时间利用率4个百分点。
实现节本增效67.75万元。
1 系统的组成和工作原理
1.1 系统组成：主要有导航光靶、方向传感器、通信模块、导航控制器、液压控制器等。
导航光耙：接收GPS的定位信号，在设定导航线后，根据机组作业幅宽进行自动直线导航，技术特点是在没有作业导航图的情况下可在作业中生成导航线，差分GPS的定位下，可对农机田间直线行走作业精确引导，使机组作业不重不漏，并具有作业面积计算统计等功能。
方向传感器：向导航控制器发送高精度的转角信息。
通信模块：接收基站的差分数据。
导航控制器：自动驾驶系统的核心，通过接收GPS的定位信息和方向传感器的转角信息，向液压系统发送指令。
液压控制器:液压控制器根据导航控制器发送的指令，改变油箱的流量和流向，保证农机按照设定的路线行驶。
1.2 工作原理
首先在在导航光靶上设定车辆行走线，设置导航模式（直线或者曲线）。
通过接收基站差分数据，实现厘米级的卫星定位，实时向向控制器发精确的定位信息。
方向传感器实时向控制器发送车轮的运动方向。
导航控制器根据卫星定位的坐标及车轮的转动情况，实时向液压控制阀发送指令，通过控制液压系统油量的流量和流向，控制车辆的行驶，确保车辆按照导航光耙设定的路线行驶。
2 实际作业情况
2.1 提高土地利用率。
该系统的基站设在农场农机管理服务中心，设备要求24小时工作，基站的覆盖半径可达50KM，可以完全覆盖全场地号的作业面积，满足农场农机田间作业要求。
农机使用自动驾驶系统进行起垄、播种、洒药、整地等作业时，结合线之间的偏差和千米直线度偏差可以控制在2.5厘米，减少农作物生产投入成本，并且可以提高农艺作业质量，避免作业过程产生的“重漏”现场，降低生产成本，提高土地利用率，增加了经济效益。
2.2 提高机车时间利用率和作业质量
该系统提高了机车的操作性能，延长了作业时间，可以实现夜间播种作业，
大大提高了机车的出勤率和时间利用率。
同时这套系统可以减轻驾驶操作人员的劳动强度，在作业过程中，驾驶操作人员不需要驾驶方向盘，可以用更多的时间注意观察农具的工作状况，有利于提高田间作业质量。
2.3 地形适应性较强
该系统可以用于平地或坡地，控制器的地形补偿技术不断修正和补偿农机具的俯仰、翻滚姿态，达到精确导航驾驶的目的。
以起垄作业为例，传统的起垄作业完全依靠驾驶员的自身经验，在直线度和结合线的精度上很难得到保证，尤其在地块的面积和坡度较大的情况下，偏航的情况在所难免，作业时的重漏和结合线偏差过大现象，直接造成生产成本的加大和地块利用效率的降低。
利用这套系统就可以避免以上现象的发生。
同时该系统还具有作业状况实时记录、作业面积计算统计等功能。
这些都比传统农机作业占据优势。
2.4 合理调配机车
通过GPS卫星定位，可以实时掌握机车的田间作业情况，包括机车的作业地号、作业速度等信息，并将实时作业情况通过信息中心的大屏幕显示出来，使农机管理人员随时根据机车田间作业情况，科学合理的对全场机车作业进行统一指挥和调度。
3 注意的几点事项
3.1 AB线一定要按农场要求设定距林带的距离，具体距离根据地号实际情况，尽可能保持与林带平行，才能做到充分利用土地，不浪费并且达到标准作业。
3.2 多车在同一地号利用自动驾驶系统进行相同作业时，车与车之间的AB
线必须平行才能确保作业质量达到不漏或不重的目地。
3.3 使用自动驾驶时，需加速时，最好先适当少减点油，在加档后，再把油门缓慢加大到需要的位置，这样能确保作业的直线度；需要减速时，最好先加油再减档，只有正确的操作机车，才能不影响作业的直线度。
3.4 利用自动驾驶进行悬挂农具作业时，最好慢些前行，上线后，再缓慢倒到地头确定入堑后再放下农具作业。
利用自动驾驶进行拖挂作业时，最好人工驾驶上线后，再用自动驾驶，这样即省车和农具，也能确保安全作业，避免意外事故发生。
3.5 利用自动驾驶作业时，坚决不能睡觉或注意力不集中，以免发生安全事故。
今年九月份，共为17台机车安装了GPS卫星定位和自动导航驾驶系统，通过“三秋”阶段机车田间作业，取得了非常好的效果，。