试论自动导航技术在农业机械中的应用与发展
北斗卫星导航系统在农业机械化中的应用与发展前景
农业］ 程学
现 代 农、 ｌ ｌ ， 科技
２ ０ １ ４ 第 ４期
北 斗卫 星导 航 系统 在 农 业机 械 化 中的应 用 与发 展前 景
张圣 光
（ 东北农业大学 ＿ ＝ ＿ ｆ 程 学 院 农 业机 械 化 及 其 自动 化 系 ， 黑龙江哈尔滨 １ ５ ０ ０ ３ ０ ） 摘要 北 斗 卫 星 导 航 系 统 是 中 国 自主 研 发 的 卫 星 导航 ， 将 其 应用 于农 业机械 化 ， 可 实现我 国独 立的农 机 化作 业 体 系 该 文 概 述 北 斗 卫
１ 北 斗卫 星导 航 系统简 介 北斗卫星导航 系统 （ Ｂ ｅ ｉ ｄ ｏ ｕ （ Ｃ ０ ＭＰ Ａ Ｓ Ｓ ） Ｎ ａ ｖ ｉ ｇ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｓ ａ ｔ ｅ ｌ ｌ ｉ ｔ ｅ Ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ） 是 中 国 自 主研 制 的 全 球 定 位 与 通 信 系统 ， 缩 写 为 Ｂ Ｄ Ｓ， 标 志如 图 ｌ所示 。 Ｂ Ｄ Ｓ与美 国 的 Ｇ Ｐ Ｓ、 俄 罗斯 的格 洛纳 斯 、 欧 盟 的伽 利略 系 统兼 容 共 同的全 球 卫星 导航 系统 ， 并称 为 全球 网 大卫 星导 航 系统 。 可 在 全球范 围内 全天 候 、 全 天 时
ａ ｇ ｒ ｉ ｃ ｕ ｌ ｔ ｕｒ ａ ｌ ｍｅ ｃ ｈ ａ ｎ ｉ ｚ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｃ ｏ ｕ ｈ ｔ ａ ｆ ・ ｈｉ ｅ ｖ ｅ ｉ ｎ ｄ ｅ ｐ ｅ ｎ ｄ ｅ ｎ ｔ ｆ ｛ １ ｒ ｕｉ ｒ ｎ ｇ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ｉ ｎ ｏ ｕ ｒ ｃ ｏ ｕ ｎｔ ￣＇ ．Ｉ ｎ ｔ ｈ ｉ ｓ ｐ ａ ｐ ｍ， ｔ ｈｅ（ ’ ｏ ｍｐ ｏ ｓ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ Ｂｔ 、 ｉ ｄｏ ｔ ｌ ｓ ａ ｔ ｅ ｌ ｜ ｉ ｔ ｅ ｓ ｖ ｓ ｔ ｅ ｎ ｌ｜ ｌ ｌ ｌ （ １ ｉ 坞 ａ ｐ ｐｌ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｉ ｎ ａ ｇ ｒ ｉ ｃ ｕ ｈｕ ｒ ａ ｌ Ｉ ｌ ｉ ａ （ ： ｈｉ ｎ ｅ ｒ ｙ ＷＰ Ｉ ‘ ｅ ｉ ｎ ｔ ｒ ｏ ｄ ｕ ｃ ｅ （ Ｉ ， ｔ ｈ ｅ ｆ ｕ ｔ ｕ ｒ ｅ ｄ ｅ ｖ ｅ ｌ ｏ ｐ ｎ ｌ ｅ ｎ ｔ ｗ ａ ｓ ｉ ｆ ｌ ｒ ｅ ｃ ａ ｓ ｔ ｅ ｄ ．
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。
基于北斗的农业机械自动导航作业关键技术及应用科学进步奖材料
基于北斗导航系统的农业机械自动导航作业关键技术及应用
基于北斗导航系统的农业机械自动导航作业关键技术及应用，是中国工程院院士罗锡文团队的重要科研成果之一。
该项目在农业科技领域具有重大突破和创新价值，主要体现在以下几个方面：
1. 关键技术研发：
-基于北斗卫星导航系统高精度定位技术，开发了适用于农业机械的自主导航系统，实现了农机作业路径规划、自动对行以及精准控制等功能。
-研制出能够适应农田复杂环境变化的实时动态定位和控制系统，确保农机在田间作业时的高精度和稳定性。
2. 技术创新点：
-结合北斗导航信号处理算法优化，提高农机自动驾驶的响应速度与定位精度。
-开发智能农机信息采集与决策支持系统，实现农艺参数与机械作业参数的深度融合，提升农业生产效率和质量。
3. 应用推广成效：
-该技术在实际农业生产中得到了广泛应用，显著提高了农作物种植、收割等环节的机械化水平，减轻了农民劳动强度，促进了现代
农业的智能化发展。
-在节约资源、减少农药化肥施用量、保护生态环境等方面也发挥了积极作用，符合绿色可持续发展的农业战略要求。
4. 科学进步奖认可：
-“基于北斗的农业机械自动导航作业关键技术及应用”项目因其显著的科技成就和社会经济效益，获得了2020年度国家科技进步奖二等奖，体现了我国在农业信息化和现代化方面的先进技术水平。
若需要具体获奖材料的内容，可能包括但不限于：项目立项背景、研究内容、技术路线、实验数据、示范应用案例、经济社会效益分析报告、同行专家评审意见等详细资料，这些通常会在申报奖项时提交，并在获奖后由官方机构公布或存档。
GPS定位在智慧农业中的应用与研究
GPS定位在智慧农业中的应用与研究随着科技的不断演进，农业也迎来了革命性的变化。
智慧农业作为现代农业发展的重要方向，借助先进的技术手段提高生产效率、减少资源浪费，成为当今农业领域的热门话题。
而GPS定位技术的应用在智慧农业中起到了至关重要的作用。
本文将探讨GPS定位在智慧农业中的应用和研究进展。
随着GPS技术的成熟与普及，农业部门开始将其应用于农业生产中。
GPS定位技术通过卫星信号实现精准定位，为农民提供了精确的地理位置信息。
首先，GPS定位可以用于农田的精准测绘。
农田面积的准确测量对于农民和农业部门来说至关重要。
传统的农田测绘方法费时费力，而使用GPS定位技术可以在短时间内测绘出农田的精确面积和边界，提高测绘的准确性，帮助农户合理规划种植布局。
其次，GPS定位在农作物管理中，特别是作物的精准种植方面发挥了重要作用。
传统的种植方法往往仅依赖农民的经验和感觉，种植布局缺乏科学依据。
而GPS技术结合地理信息系统（GIS），可以实现农田的精确定位和地块划分，利用精确的定位信息，农民可以根据土壤肥力、坡度和水源等因素，科学合理地进行作物的种植，提高种植密度，提高产量。
此外，GPS定位还可以用于农田内的作物健康监测，通过航拍无人机获取的高分辨率图像结合GPS坐标，农民可以实时监测作物的健康状况并采取相应的养护措施。
另外，在农业机械化方面，GPS定位也起到了重要的作用。
农业机械的导航系统基于GPS技术，可以实现自动驾驶、精确播种、喷施、收割等操作。
自动驾驶技术不仅可以节省人力成本，还可以提高作业精度和效率。
通过GPS定位，农机可以精确识别农田边界和障碍物，自动绕行，并实现作业路径的规划和优化，从而最大化地利用土地资源，提高农机作业效益。
除了应用于农业生产，GPS定位在农业研究中也有着重要意义。
科学家可以利用GPS定位技术获取大量的农田和作物的位置坐标信息，结合气象数据和土壤采样分析结果，进行作物模型的构建和预测，从而实现农作物的生长预测和病虫害防控。
北斗在农业上的应用
北斗卫星导航技术在农业上的应用北斗卫星导航技术在实际农业生产活动中应用，能够充分体现其诸多方面的功能，发挥优势作用。
具体而言，北斗导航技术在农业中的应用首先能够节省农业生产劳动成本。
北斗卫星导航系统与农业机械相结合，能够实现农业机械的无人驾驶，有效地代替人工操作，减少人力劳动强度，降低人力成本。
在应用北斗卫星导航技术时，能够减少农业机械受到自然环境因素的影响，提高农业生产作业效率，并能够对农业机械进行适时地调整，保证农业作业质量与作业精度。
1.土壤环境勘察在实际的农业生产活动中，农作物在进行种植前需要对农田种植环境进行充分而全面的检测，对土壤环境进行技术勘察，并根据勘察所获得的相关参数信息，科学合理选择农作物的种植方案与种植计划。
传统的人工土壤环境勘察作业效率较低，勘察结果准确性较差，导致农作物的种植方案科学性降低，不利于农业生产水平的提高。
而将北斗卫星导航技术应用于土壤环境勘察中，能够准确地获取土壤采样位置信息，将化验后的土壤相关信息与采样位置信息进行结合，从而获得准确的土壤肥力分布图，实现对土壤环境的检测与分析，并能够全面地收集土壤中营养物质、水分以及化学结构信息，为农作物选择与种植提供数据保障与信息支持。
2.作物成长监控在农业生产过程中，农作物的生长周期较长，其生长情况受到多方面因素，如天气条件、土壤、水源、施肥量等影响，在农作物生长过程中，对农作物进行监控，强化农作物生长种植过程中的管理工作，有着重要的价值和意义。
目前，在传统的农业生产工作模式下，农作物生长人工监测监控的方式存在诸多的不足与问题，如管理工作不到位、监视工作效率低等。
而将北斗卫星导航系统应用于农作物生长监控中，能够利用北斗卫星定位技术，发现农作物目标，并利用传感器等装置将农作物生长状态、病虫害信息等进行传输、传递，从而有效地实现对农作物生长的监控，为农业生产管理工作决策提供参考与帮助。
3.无人驾驶农机北斗卫星导航技术还能够应用于农业机械的远程控制中，通过远程操控农业机械，做到农机现场无人驾驶。
农业机械的导航技术发展论文
农业机械的导航技术发展论文摘要：近年来，随着我国经济的快速发展，农业也得到了进一步的发展，在农业发展中，“三农”问题依旧是人们关注的焦点。
目前，我国农业生产摆脱了过去较为落后的生产方式，逐渐向集约化精准化自动化方向转变，因此农业机械导航技术在农业生产中得到越来越广泛的使用。
农业机械导航技术的使用能够极大地提升我国农业生产的质量和效益，在我国农业未来发展前景上有着战略性的意义。
关键词：农业机械；导航技术定位检测；田间土壤农业机械导航技术发展于20世纪80年代，在农业精准技术的推动下，结合应用卫星技术、计算机辅助技术、农业工程技术等高科技，农业机械导航技术得到快速发展。
农业机械导航技术在农业生产的各方面发挥作用。
文章通过对农业机械导航技术的主要应用及其未来发展方向的分析，探讨农业机械导航技术在优化农业生产路径/减少重复工作时间/提升农业生产的质量和效率，及保护生态环境上发挥的作用。
1农业机械导航技术的应用1.1定位监测田间土壤性质农业机械导航技术用于对田间土壤的取样及监测上，通过导航技术控制在田间运行的设施设备进行精确取样，采集到规定的土壤样本。
通过精准的定位系统，这些设施设备不仅能够精确记录下土壤取样的具体位置，同时还能实时提供土壤样本的科学性质，在第一时间将其传送至工作人员的计算机系统，为下一步工作提供决策依据[1]。
1.2动态监控作物产量对作物产量实行动态监控必须具备高性能的计算机系统、导航定位系统以及相应的作物产量监测设备。
在相关设备初始工作前期，设置相应的配置工作，使各个孤立的设施设备能够构建科学合理的作物产量监控系统。
如在对水稻产量的监控上，先选取水稻收割地各个具有代表性的区域，在水稻颗粒传送带上安置好传感器，通过传感器的功能收集各个收割地区的相关数据。
在最后的数据汇总过程中，整合归纳多方数据，从而显示出不同收割地区的不同产量数据表，实现对作物产量的动态监测[2]。
1.3灵活控制施肥数量和次数通过对土壤性质的分析，能准确得知不同区域土壤所富含及缺乏的成分，针对所缺乏的土壤营养成分及农作物不同生长期对养分的需求，由导航技术控制的喷施器能够准确实现对不同区域农作物的及时施肥及其他营养成分的补充，从而有效控制施肥数量、施肥种类和施肥次数。
导航工程在农业机械自动化中的应用
导航工程在农业机械自动化中的应用导航工程是一门运用地理信息系统(GIS)、全球定位系统(GPS)和地理定位系统(GIS)等技术，为航行、测绘、探测、定位和导航等一系列活动提供支持的学科。
随着科技的不断发展，导航工程在各行各业得到了广泛应用。
本文旨在探讨导航工程在农业机械自动化中的应用，并分析其带来的好处。
一、导航系统在农业机械中的应用随着农业机械化水平的不断提高，农民在进行田间作业时需要进行准确的导航和定位。
导航系统，如GPS，通过卫星和地面基站的信息传输，提供了高精度的导航和定位服务。
农业机械配备导航系统后，可以实现自动驾驶、精确测绘和智能作业等功能。
二、自动驾驶的应用导航工程在农业机械自动化中的一个重要应用是实现自动驾驶。
通过集成导航系统与农业机械控制系统，农机可以自动完成行驶、转弯、停车等操作，无需人工干预。
自动驾驶不仅能提高作业效率和生产力，还可以减轻农民的劳动负担，提高作业的精确性。
三、精确测绘的应用导航工程还可以帮助农业机械实现精确测绘。
农业土地的测绘对于合理规划作物种植、施肥和灌溉等具有重要意义。
导航技术可以提供高精度的位置和方向信息，使农业机械能够实现准确的测绘作业。
通过精确测绘，农民可以更好地利用土地资源，提高农作物的产量和质量。
四、智能作业的应用导航工程在农业机械自动化中还可以实现智能作业。
“智能作业”是指农业机械根据不同地块的特点和需求，自动调整作业参数和方式，以达到最佳的作物生长效果。
导航系统能够获取地块的土壤信息、植被信息等数据，在机械作业过程中根据数据指导农业机械的作业。
智能作业可以最大限度地减少农药和化肥的使用，提高农业生产的可持续性和环保性。
综上所述，导航工程在农业机械自动化中的应用具有广阔的前景。
通过导航系统的引入，农业机械能够实现自动驾驶、精确测绘和智能作业，提高农业生产的效率和质量。
随着技术的不断进步，相信导航工程在农业机械自动化中的应用会进一步发展，为农业现代化进程做出更大的贡献。
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。
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试论自动导航技术在农业机械中的应用与发展
作者：柳得山
来源：《农民致富之友》2020年第29期
近年来，我国的农业机械化得到了长足的发展，农业机械自动化、智能化技术水平不断提升，成为推动农业规模化生产、提高农业发展质量的重要手段。
作为农业机械自动化、智能化的组成部分，自动导航技术在农业机械中得到了越来越多的应用，在农业生产效率提升过程中发挥了重要作用。
本文就自动导航技术在农业机械中的应用与发展进行了讨论。
一、农业机械自动导航技术简述
即在农业机械上安装自动导航传感器，对农业机械的作业环境和运行信息进行准确感知，经过对感知到的信息进行处理而发出运行指令，控制农业机械按指令要求完成所承担的农业生产作业任务。
此项技术主要包括环境感知、导航控制和地图构建等内容，可分为激光导航、地磁导航和引线导航等类别。
二、自动导航技术在农业机械中应用的意义
1、大幅度提高作业效率
在传统的农业生产过程中，农业生产主要靠人力劳动来完成，不仅劳动量大、时间长、投入多，而且生产作业质量还无法保证。
另外，人工劳动导致农业种植无法形成规模，土地资源的利用率低，农业经济效益不高。
在农业机械中应用自动导航技术，虽然初期需要在购置农机设备有一些投入，但在农业生产作业效率上有了明显的提高，利用自动导航技术不仅可以节省大量的人力劳动，还促进了农业的规模化生产，提高了农业生产作业质量。
因此，从根本上来说，先期投入的回报率比较高，可以获得良好的效益。
2、农机手的工作强度明显减轻
传统的农业机械应用中，农机手发挥着主导作用，必须精力集中地操作农业机械，保证机车按规定标准进行生产作业，稍有失误还会导致作业质量降低。
将自动导航技术应用到农业机械中以后，农机手无论在精神上和体力上都得到了解脱，只需进行简单的程序设定，农业机械就可以自主地完成生产作业，并且在质量上得到保證。
农机手更多的是注意观察作业效果，根据实际情况对机车进行调整和控制。
3、降低农作物收获时的损失率
在传统的人力农业生产过程中，常常会由于人为疏忽、失误等原因，使农作物在收获过程中形成严重的浪费，如收获时机把握不准、割茬过高等，使农作物收获时的损失比较大。
在农业机械中应有自动导航技术，可以确保农业机械按标准作业程序进行精准化收获，不存在遗漏、割茬高等问题，而且收获的速度快、效率高、损失率明显降低，显著提高了收获的质量。
三、自动导航技术在农业机械中的应用
1、与卫星导航系统结合
将自动导航与我国的北斗卫星导航技术完美结合，可以实现农业机械的自动驾驶，在不需要人工干预的情况下，自动导航系统可以按照设定的路线和作业程序，自主完成行驶与农业生产作业。
一次设定后可以多次应用，能适应不同的地形和作业程序，对作业效率和作业质量都带来明显的提升。
2、精准实施农业生产作业
一是应用自动导航技术，可以实现对农业机械作业的精准控制，使农业机械按照设定的程序自主完成全部作业任务，不会出现遗漏或重复作业，作业过程中还可以对作业面积进行自动计算，使作业成果能得到及时反馈。
二是应用自动导航技术，可以对农机的行进路线和行间距进行精准控制，保证农业机械能够精准完成从耕地到收获的全部农业生产作业过程。
三是在农业机械中应用自动导航技术，可以充分发挥视觉导航系统的性能，在显示屏上清晰地观察农业生产作业环境，将农机作业的实时场景传送到农业机械调度指挥控制中心，并根据环境对作业程序进行优化调整，可以实现农业机械生产作业的标准化。
3、实施对农机作业的精细化管理
应用自动导航技术，可以将农业机械作业的成果直接置换为数据，使农业机械在耕地、播种、插秧、施肥、灌溉、收获等作业过程中达到稳定可靠，精确定位，为农业生产的管理者提供准确的作业信息，并对信息进行自动分析和核算，方便有关部门进行查询和管理。
四、农业机械中应用自动导航技术的发展
1、构建农机集群作业模式
随着我国农业机械智能化水平的不断提升，为进一步促进农业生产效率，应积极开发农业机械协同作业系统，可以实现多台农机联网、同步作业、同时控制，统一调度，使同类农机或类型不同的农机都可以协同应用，构建起一套农机集群作业的模式，使农业机械化生产效率得到进一步提高。
2、扩大自动导航技术的应用范围
目前，虽然我国农业机械自动导航技术得到应用，但应用的范围还不够广，应用的局限性还比较大，无法满足农业现代化对农业机械化发展的新要求。
因此，农机推广部门和农机科研机构，一方面应加强对自动导航技术的研究，提高这项技术在农业机械中的适应性和先进性，另一方面还应加强对农机自动导航技术的推广，提高这项技术应用的广度和深度，以使这项技术能够更好地为农业生产服务，在农业生产中发挥更大的作用。
3、使自动导航技术更加人性化
在农业机械自动导航技术的应用中，还存在一些不够人性化的问题，比如操作技术相对复杂、农机作业还不够精确、有时还会对农作物造成损害等等。
因此，在农业机械自动导航技术的发展中，还需要科技工作者继续加大对自动导航技术可视化和参数化的研究开发力度，尽量实现自动导航技术的人性化，达到人机合一的目标。
综上所述，农业机械自动导航技术为农业现代化提供了动力，应结合农业机械生产作业实际，进一步发展农业机械自动导航技术，以不断促进农业现代化的实现。
（作者单位：161621黑龙江省克山农场农机科）。