北斗导航系统在农机化中应用及发展方向

农机自动驾驶技术集北斗系统、大扭矩电机精确控制、农业机械转向控制技术于一体，可应用于各种 大中型拖拉机以及各种收割机、插秧机上，涵盖了几乎所有的农机设备。农田作业对农业机械作业精度的要求使得农田作业对定位精度提出了一定的要求，不同的农机作业对定位精度的要求不同。农机导航、作业监测等只需要米级的定位精度;而农田的播种、插 秧、收割、精量施肥等则需要厘米级的定位精度。

北斗差分技术可提供厘米级的定位精度，能很好的解决定位精度的问题，基于北斗差分技术的农机自动导航驾驶系统由搭载在车身的若干传感器和车载卫星天线以及许多的地面基准站构成。在工作中，若干 个CORS(Cross-Origin Resource Sharing 网络通信技 术)基准站通过移动网络向农机发送差分数据，与车载卫星接收天线接收到的定位数据进行实时联合解算，为农机作业提供厘米级的定位精度。基于北斗差分技术的农机自动导航驾驶系统如图1所示。农机自动 驾驶系统先根据作业要求，规划农机作业路线，然后 导航控制器将车载卫星接收天线接收到的数据和差分 数据进行联合解算，以获取规划的路线信息。并根据 车身周围的传感器提供的车辆姿态信息、位置信息、 航向信息等实时的转向控制机构发送控制指令，如车 轮的转向及角度、发动机油量的大小等，从而控制农机的行驶方向，使农机按照规定的路线行驶并能使作业精度达到厘米级，从而保证农机作业能高效高质量 的完成。目前，北斗农机自动驾驶系统已在新疆、内蒙、黑龙江、广西、河北、山东、陕西、湖北、安徽 等省市实现规模应用，农业机械种类涵盖30-350马力 段拖拉机，多种插秧机以及多种收割机和打药机等。

农机作业监管服务

基于北斗的农机作业监管平台集成北斗定位、物联网、信息融合等技术，通过整合农机实时作业多源 状态信息和生产大数据，提供农机物联网、安全监管、 信息化管理综合解决方案，实现农机管理数字化、可视化、智能化、精准化。应用作业类型包括旋耕、插秧、稻麦收割、深松整地、植保、播种、翻耕、深翻、 打捆、免耕播种、灭茬、秸秆还田、甘蔗收割、甘蔗种植、统防统治、中耕培土、造肥、耙地、烘干等。

农田是农业规划、生产、管理的基本单元，实现 农田信息的信息采集、实时监测是农业数字化、信息 化的基础。工作人员手持差分定位设备，实时的通过移动通信基站获取信息中心传递的差分信息，差分 设备因此获得高精度的定位信息，从而实现农田信息 的精准测量。

“北斗+”遥感监测应用

“北斗+”精准农业系统结合卫星遥感技术、图像处理技术、气象监测系统为传统农业创造发展新生态。

北斗+遥感是北斗系统与卫星遥感技术相结合的 综合应用，遥感卫星为北斗系统提供空间信息，北斗 系统则根据遥感卫星提供的空间和时间信息，对遥感 图像进行准确定位。二者再与地理信息系统、图像处 理技术相结合，可根据具体位置的土壤图像，结合图 像处理技术，分析土壤的物理指标和化学成分，为农 产品的提供科学的耕种方案。气象监测系统则能提供 过去、现在以及将来的天气信息、空气湿度信息等， 为农业生产的各个环节提供最优化的时间参考，从而 在提高农业生产效率的同时降低生产成本，减少环境污染等问题。“北斗+”农业综合应用如图3所示。

精准农业在提高农作物生产产量和农业生产效率的同时还能降低生产成本，改善农业生产环境，减少环境污染，对我国农业发展有积极的推动作用。北斗 卫星导航系统与能为精准农业提供技术上的支持，“北 斗+”精准农业系统则能为精准农业生产创造发展新生态。我国精准农业虽然起步较晚，但国家在863等重大 项目上对精准农业有大力支持，并且随着新一代北斗卫星导航系统的成功建设，我国的精准农业势必会得到飞速的发展。