GPS自動(dòng)導(dǎo)航駕駛系統(tǒng)在田間機(jī)械作業(yè)上的推廣應(yīng)用

葉爾哈孜·哈山哈孜

作為為現(xiàn)代精準(zhǔn)的核心技術(shù)之一，21世紀(jì)現(xiàn)代知識(shí)農(nóng)業(yè)的重要形式，精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)是在現(xiàn)代工程技術(shù)、生物技術(shù)、信息技術(shù)等高新技術(shù)發(fā)展起來的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)形式。為了有效的提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的水平，針對(duì)田間機(jī)械作業(yè)上的瓶頸問題，從“精準(zhǔn)”農(nóng)業(yè)技術(shù)著眼，利用GPS自動(dòng)導(dǎo)航系統(tǒng)應(yīng)用在小麥、棉花的整地和播種等的農(nóng)業(yè)環(huán)節(jié)加以運(yùn)用，提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

1 GPS自動(dòng)導(dǎo)航駕駛系統(tǒng)在田間機(jī)械作業(yè)的應(yīng)用現(xiàn)狀

1.1 技術(shù)原理

GPS自動(dòng)導(dǎo)航駕駛技術(shù)是在導(dǎo)航光靶上對(duì)車輛的走線進(jìn)行設(shè)定，設(shè)置基本的導(dǎo)航模式，導(dǎo)航模式分為曲線和直線兩種，接收基站查分?jǐn)?shù)據(jù)，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析可以實(shí)現(xiàn)厘米級(jí)的PTK衛(wèi)星定位，控制器接受準(zhǔn)確的定位信息。方向傳感器能發(fā)送田間機(jī)械的運(yùn)動(dòng)方向。控制器根據(jù)車輪的轉(zhuǎn)動(dòng)情況和衛(wèi)星的具體坐標(biāo)情況，向液壓控制閥傳達(dá)指令，車輛的行駛可以通過對(duì)液壓系統(tǒng)油量的流向和方向的控制來實(shí)現(xiàn)，保證車輛按照導(dǎo)航光靶上所設(shè)定的路線去行駛。

1.2 GPS自動(dòng)導(dǎo)航駕駛系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)

通過在田間地頭的使用情況，尤其是在田間播種作業(yè)上的推廣運(yùn)用，有很多使用優(yōu)點(diǎn)。利用GPS自動(dòng)導(dǎo)航駕駛系統(tǒng)來進(jìn)行的播行端正筆直，接茬準(zhǔn)確，給后期農(nóng)業(yè)的機(jī)耕作業(yè)打下良好的基礎(chǔ)，尤其是利用機(jī)器進(jìn)行采收的農(nóng)作物，能有效的提高采凈率；接茬的精度距離可以控制在1到2cm之間，可以很大程度上減少生產(chǎn)農(nóng)作物的生產(chǎn)成本，良好的接茬距離可以是農(nóng)作物的種植農(nóng)藝特性化，減低農(nóng)作物作業(yè)過程中接行的重復(fù)和遺漏，提高農(nóng)藝作業(yè)的質(zhì)量和土地的利用率，增加了經(jīng)濟(jì)效益；GPS自動(dòng)導(dǎo)航駕駛技術(shù)能夠有效的提高農(nóng)業(yè)機(jī)械的操作性能，可以實(shí)現(xiàn)24小時(shí)不間斷的田間機(jī)械作業(yè)，提高了農(nóng)業(yè)機(jī)械的時(shí)間利用率和出勤率；這項(xiàng)技術(shù)的減輕了農(nóng)業(yè)機(jī)械駕駛員的工作強(qiáng)度，在駕駛時(shí)駕駛員只要控制好機(jī)械油門，不需要操控方向盤，有更多的時(shí)間觀察和注意機(jī)械的工作狀況，有效的提高了田間工作的質(zhì)量；GPS自動(dòng)導(dǎo)航駕駛系統(tǒng)有很多功能，目前這一系統(tǒng)已經(jīng)帶有記憶功能，能夠進(jìn)行一次設(shè)定，實(shí)現(xiàn)長期的使用，極大的提高了機(jī)械的利用率。

2 GPS自動(dòng)導(dǎo)航駕駛系統(tǒng)在田間機(jī)械作業(yè)的效益分析

以一臺(tái)國產(chǎn)迪爾-1204型安裝有GPS自動(dòng)導(dǎo)航系統(tǒng)的拖拉機(jī)為例來進(jìn)行經(jīng)濟(jì)效益分析。2010年秋起大壟5250畝，2012年春起大壟2250畝，可在夜間進(jìn)行作業(yè)，每年可增加200hm2的作業(yè)面積，直接增加收入3萬元。也可將拖拉機(jī)與精量播種機(jī)進(jìn)行配套作業(yè)，進(jìn)行夜間搶播種作業(yè)，可以由此延長作業(yè)時(shí)間，每年可增加200hm2的作業(yè)面積，可增加約4.8萬元的收入。提高機(jī)械的作業(yè)效率，可以減少田間耕地作業(yè)的漏耙和重耙，帶有GPS自動(dòng)導(dǎo)航駕駛的拖拉機(jī)作業(yè)幅度寬可增加40cm，增加作業(yè)效率5%，每年可增收325萬元。傳統(tǒng)的田間機(jī)械都要具備一個(gè)水平較高的駕駛員來操作，駕駛裝有GPS自動(dòng)導(dǎo)航的拖拉機(jī)，只需要駕駛楊具有一般的駕駛水平就夠了，用一般水平駕駛員的工資可節(jié)省6%的工資支出。提高土地的利用率，在進(jìn)行田間的作業(yè)中，機(jī)械科減少往復(fù)結(jié)合線寬度，土地利用率提高3.76%。一臺(tái)6行播種機(jī)能為種植戶每年增加收入7.5萬元 。一臺(tái)安裝有GPS自動(dòng)導(dǎo)航系統(tǒng)的拖拉機(jī)，可增加種植戶收入以及機(jī)械費(fèi)收入達(dá)16萬元。

3 GPS自動(dòng)導(dǎo)航駕駛系統(tǒng)機(jī)械作業(yè)注意事項(xiàng)

3.1 AB兩線之間要按要求設(shè)定距離，具體的具體要根據(jù)實(shí)際情況來設(shè)定，保持要地壟平行的狀態(tài)，這樣下能達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)，實(shí)現(xiàn)土地利用率最大化，充分利用土地。

3.2 多車在同一田間進(jìn)行相同作業(yè)時(shí)，保持車與車之間的AB線平行，才能保證田間作業(yè)不漏、不重。

3.3 在自動(dòng)駕駛時(shí)，在需要加速的地段，要先適量踩油門，在加擋后再把油門加到適當(dāng)?shù)奈恢茫@樣能確保機(jī)械的直線行駛，同樣的，在需要減速時(shí)，要先松油門，在進(jìn)行減擋操作，只要正確的駕駛習(xí)慣，才能有效確保田間機(jī)械作業(yè)的直線度。

3.4 在有些需要懸掛農(nóng)具作業(yè)的自動(dòng)駕駛機(jī)械進(jìn)行作業(yè)時(shí)，要保持勻速慢行，上線后，倒到地頭確定入塹后再把農(nóng)具倒入地頭。在進(jìn)行拖掛作業(yè)時(shí)，要保證人工駕駛上線后在進(jìn)行機(jī)械自動(dòng)駕駛，這樣更能確保作業(yè)的安全避免意外事故的發(fā)生。

4 存在問題和建議

PTK地面基站差分信號(hào)的傳輸方式是通過模塊網(wǎng)絡(luò)傳輸方式，車載設(shè)備中有可以一個(gè)安裝兩個(gè)電話流量卡的模塊，電話流量卡分別是中國移動(dòng)和中國電信。優(yōu)點(diǎn)是基本不受地理環(huán)境影響，輻射半徑最長可達(dá)40km，傳輸?shù)姆秶容^大。缺點(diǎn)是傳輸環(huán)節(jié)受網(wǎng)絡(luò)、技術(shù)和電信設(shè)備的影響，會(huì)出現(xiàn)傳輸信號(hào)不穩(wěn)定的現(xiàn)象，在作業(yè)時(shí)容易出現(xiàn)信號(hào)掉線的情況。另一種傳輸方式是電臺(tái)傳輸方式，具有信號(hào)強(qiáng)度強(qiáng)的特點(diǎn)，在覆蓋區(qū)域內(nèi)幾乎不會(huì)出現(xiàn)掉線的情況，缺點(diǎn)是覆蓋半徑比較小，在30km以內(nèi)，由于山、樹等建筑物的影響，田間作業(yè)會(huì)出現(xiàn)，盲區(qū)死角，信號(hào)無法傳達(dá)。建議對(duì)設(shè)備的傳輸方式進(jìn)行改進(jìn)和完善，可以將電臺(tái)發(fā)射和網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)葍煞N方式進(jìn)行合并使用，確保裝有GPS自動(dòng)導(dǎo)航駕駛系統(tǒng)的機(jī)械在田間作業(yè)時(shí)能夠收到穩(wěn)定的差分信號(hào)。

實(shí)踐證明，雖然GPS自動(dòng)導(dǎo)航駕駛系統(tǒng)查分信號(hào)的覆蓋于傳輸還有待進(jìn)一步的完善和改進(jìn)，但是在田間機(jī)械作業(yè)上應(yīng)用GPS自動(dòng)導(dǎo)航系統(tǒng)，具有使用方便和操作簡單的特點(diǎn)?？商岣咛镩g機(jī)械作業(yè)的效率、作業(yè)質(zhì)量、土地的使用率等，可以有效緩解缺少一線高水平機(jī)械操作員的矛盾，減輕駕駛員的勞動(dòng)強(qiáng)度。該系統(tǒng)投資回收快，具有良好的市場(chǎng)前景，在全國各地區(qū)都有極大的應(yīng)用價(jià)值和推廣前景。

（作者單位：834700塔城市農(nóng)牧業(yè)機(jī)械化技術(shù)推廣站）