GPS自動(dòng)導(dǎo)航駕駛系統(tǒng)在黑龍江墾區(qū)農(nóng)機(jī)作業(yè)上的應(yīng)用

趙光

GPS表的是全球定位系統(tǒng)，在現(xiàn)代精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)當(dāng)中發(fā)揮著重要作用。隨著GPS衛(wèi)星現(xiàn)代化與市場化發(fā)展，定位精度較以往有了提高，越來越多地應(yīng)用在各個(gè)領(lǐng)域中。將GPS自動(dòng)導(dǎo)航駕駛系統(tǒng)應(yīng)用在黑龍江墾區(qū)農(nóng)機(jī)作業(yè)當(dāng)中可以有效提高農(nóng)機(jī)作業(yè)水平，提高現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)的發(fā)展水平，因此需要研究GPS自動(dòng)導(dǎo)航系統(tǒng)的具體應(yīng)用，以提高應(yīng)用效率。

一、GPS自動(dòng)導(dǎo)航駕駛系統(tǒng)概述

1、GPS定義。GPS的全稱為GlobalPositioningSystem，指的是全球定位系統(tǒng)，是利用空中衛(wèi)星進(jìn)行定位的系統(tǒng)，能夠提供時(shí)間以及位置等信息，具有精密度高、覆蓋面廣、方便快捷等優(yōu)勢。所以GPS的應(yīng)用范圍非常廣泛，GPS系統(tǒng)在農(nóng)機(jī)導(dǎo)航中普遍應(yīng)用，因自動(dòng)感知周邊環(huán)境，進(jìn)行既定任務(wù)，充分發(fā)揮了農(nóng)機(jī)在自動(dòng)滅草、收割、澆肥等農(nóng)業(yè)領(lǐng)域中的作用。比如可以應(yīng)用到工程測量中、交通系統(tǒng)中、氣象學(xué)中、軍事中、農(nóng)業(yè)中。GPS系統(tǒng)在精細(xì)農(nóng)業(yè)的開展過程中至關(guān)重要，不僅能夠準(zhǔn)確定位相關(guān)的農(nóng)田信息，還能夠檢測農(nóng)作物的產(chǎn)量。

2、GPS自動(dòng)導(dǎo)航駕駛系統(tǒng)的技術(shù)原理和優(yōu)點(diǎn)

（1）技術(shù)原理。在應(yīng)用這項(xiàng)技術(shù)時(shí)，需要先在導(dǎo)航光靶上設(shè)置車輛的行走路線，并將導(dǎo)航模式設(shè)置好，導(dǎo)航模式主要分為直線模式和曲線模式兩種，設(shè)置好之后就可以接收基站的查分?jǐn)?shù)據(jù)，分析完數(shù)據(jù)之后就可以實(shí)現(xiàn)厘米級的PTK衛(wèi)星定位，這樣控制器就能夠接收到精準(zhǔn)的定位信息了。方向傳感器會(huì)不間斷地發(fā)送農(nóng)機(jī)的運(yùn)動(dòng)方向以及車輪的轉(zhuǎn)動(dòng)情況;控制器會(huì)分析方向傳感器發(fā)送的車輪轉(zhuǎn)動(dòng)情況以及衛(wèi)星提供的坐標(biāo)并向液壓控制閥發(fā)送指令，這樣就能夠?qū)σ簤合到y(tǒng)油量的流動(dòng)方向以及流量進(jìn)行控制，繼而對車輛行駛進(jìn)行控制，從而確保車輛能夠按照設(shè)置的路線行使。

（2）優(yōu)點(diǎn)

①GPS自動(dòng)導(dǎo)航駕駛系統(tǒng)的優(yōu)勢較為突出，可以促進(jìn)農(nóng)業(yè)發(fā)展。應(yīng)用這個(gè)系統(tǒng)可以增強(qiáng)播行的端直性以及接茬的準(zhǔn)確性，提高采凈率。

②將這個(gè)系統(tǒng)應(yīng)用在農(nóng)機(jī)作業(yè)當(dāng)中可以控制接茬精度，所以能夠減少農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本，提高農(nóng)業(yè)種植的質(zhì)量，避免重復(fù)或遺漏接行，這樣也提高了土地的利用效率。

③應(yīng)用這項(xiàng)技術(shù)可以提高農(nóng)機(jī)的操作效率，延長農(nóng)機(jī)的作業(yè)時(shí)間。在應(yīng)用這項(xiàng)技術(shù)時(shí)，農(nóng)機(jī)駕駛員不需要掌控方向，只需要把握油門，這就為駕駛員提供更多的時(shí)間，讓駕駛員多觀察農(nóng)機(jī)的作業(yè)狀況，有利于提高農(nóng)機(jī)的作業(yè)質(zhì)量。

④GPS自動(dòng)導(dǎo)航駕駛系統(tǒng)的功能非常多且具有記憶功能，只需要設(shè)定一次就能夠使用很久。借助對農(nóng)機(jī)導(dǎo)航中GPS定位的誤差分析，解決低成本定位、高精度農(nóng)業(yè)要求問題。

二、黑龍江墾區(qū)應(yīng)用GPS自動(dòng)導(dǎo)航駕駛系統(tǒng)的現(xiàn)狀

1、黑龍江墾區(qū)應(yīng)用GPS自動(dòng)導(dǎo)航駕駛系統(tǒng)的意識(shí)較高，所以應(yīng)用范圍較為廣泛。當(dāng)前，黑龍江墾區(qū)使用較多的GPS自動(dòng)導(dǎo)航駕駛設(shè)備主要是美國拓普康電動(dòng)方向盤式駕駛設(shè)備以及美國天寶液壓式駕駛設(shè)備這兩種類型，每一臺(tái)設(shè)備的價(jià)格大約為十幾萬元左右。同時(shí)，黑龍江墾區(qū)對多種大型農(nóng)用拖拉機(jī)進(jìn)行了改裝，比如對東方紅904拖拉機(jī)、迪爾54拖拉機(jī)等都進(jìn)行了改造。

2、黑龍江墾區(qū)的主要農(nóng)作物是馬鈴薯、玉米等，GPS設(shè)備在農(nóng)作物的播種環(huán)節(jié)當(dāng)中應(yīng)用廣泛。這兩種類型的自動(dòng)導(dǎo)航駕駛設(shè)備都有利有弊，比如說美國拓普康牌的電動(dòng)方向盤式駕駛設(shè)備的核心就是電動(dòng)方向盤，使用起來較為方便，且不會(huì)對拖拉機(jī)造成影響，但是這種設(shè)備的精確度不是很高，存在一定的誤差;而美國天寶牌液壓式駕駛設(shè)備的準(zhǔn)確度比較高，但是在使用時(shí)需要安裝三通，比較麻煩。

三、黑龍江墾區(qū)應(yīng)用GPS自動(dòng)導(dǎo)航駕駛系統(tǒng)中存在的問題及相關(guān)建議

1、設(shè)備價(jià)格高昂。GPS自動(dòng)導(dǎo)航駕駛系統(tǒng)屬于高科技，目前我國還沒有研制出來質(zhì)量較好的導(dǎo)航設(shè)備，所以所有的導(dǎo)航設(shè)備都是進(jìn)口的，價(jià)格較為高昂，且在后續(xù)使用過程中還需要對設(shè)備進(jìn)行維護(hù)和保養(yǎng)，需要消耗一定的資金。雖然黑龍江墾區(qū)給予了一定的優(yōu)惠和補(bǔ)貼，但是農(nóng)民還需要投入很多資金，所以部分農(nóng)民無法接受這項(xiàng)技術(shù)和設(shè)備。因此，國家應(yīng)該提高對這項(xiàng)技術(shù)的重視程度，對進(jìn)口設(shè)備進(jìn)行深入研究，加大研發(fā)力度，從而研發(fā)出符合國家實(shí)際需要的GPS自動(dòng)導(dǎo)航駕駛系統(tǒng)。

2、應(yīng)用范圍有限。從實(shí)際應(yīng)用狀況來看，當(dāng)前多將該系統(tǒng)應(yīng)用在播種以及噴藥等環(huán)節(jié)當(dāng)中，但是還未將該系統(tǒng)應(yīng)用在耕整地當(dāng)中，所以應(yīng)該不斷研究，擴(kuò)大導(dǎo)航系統(tǒng)的應(yīng)用范圍。

3、信號影響因素多。GPS衛(wèi)星信號會(huì)受到多種因素的影響，比如氣候、地形、地勢等，如果種植區(qū)域附近有林帶的話就可能會(huì)影響到導(dǎo)航信號，甚至中斷信號，這樣就無法使用自動(dòng)導(dǎo)航設(shè)備。

4、技術(shù)要求高。GPS自動(dòng)導(dǎo)航系統(tǒng)并不是拖拉機(jī)本身帶有的，需要通過改裝將系統(tǒng)裝置在拖拉機(jī)上，這就對技術(shù)提出了較高的要求。同時(shí)，農(nóng)民又缺乏專業(yè)知識(shí)，不會(huì)安裝系統(tǒng)，所以應(yīng)該多培養(yǎng)一些專業(yè)人才，并創(chuàng)建專門的服務(wù)站，讓專業(yè)人才為農(nóng)民提供指導(dǎo)。

5、加大推廣力度。相關(guān)部門應(yīng)該加大推廣力度，讓更多的農(nóng)民了解這個(gè)系統(tǒng)，同時(shí)也需要加大補(bǔ)貼力度，鼓勵(lì)農(nóng)民積極應(yīng)用這項(xiàng)技術(shù)?，F(xiàn)階段，在一定的技術(shù)基礎(chǔ)下，更多的科學(xué)研究人員投入到該項(xiàng)技術(shù)的科學(xué)研究歷程中，建立有關(guān)模型，減少GPS定位誤差，全面提升農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)運(yùn)行，做到改善工作品質(zhì)和延長運(yùn)行時(shí)間的效果。

總之，GPS是現(xiàn)代精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)當(dāng)中的核心技術(shù)之一，在墾區(qū)農(nóng)業(yè)機(jī)械作業(yè)當(dāng)中應(yīng)用GPS自動(dòng)導(dǎo)航駕駛系統(tǒng)可以提高農(nóng)業(yè)機(jī)械的作業(yè)質(zhì)量，解決墾區(qū)缺乏機(jī)械操作人員的問題，但是從實(shí)際情況來看，這項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用還存在一些問題，因此應(yīng)該不斷解決應(yīng)用問題，大力推廣這項(xiàng)技術(shù)，從而提高黑龍江地區(qū)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)水平，促進(jìn)黑龍江地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展。

（作者單位：156330黑龍江省農(nóng)墾建三江管理局二道河農(nóng)場）