RTK GPS系統(tǒng)在智能化農(nóng)業(yè)機械裝備中的實踐探析

摘?要：在精準農(nóng)業(yè)政策提出之后，科學(xué)技術(shù)手段運用到農(nóng)業(yè)生產(chǎn)建設(shè)之中，使以RTK GPS系統(tǒng)為核心的智能化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)形式應(yīng)時而生。為此，介紹RTK GPS系統(tǒng)的優(yōu)勢作用，提出在智能化農(nóng)業(yè)機械裝備中RTK GPS系統(tǒng)的有效運用方法，以期促進智能化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展。

關(guān)鍵詞：RTK GPS系統(tǒng);智能化;農(nóng)業(yè)機械裝備

中圖分類號：S23?文獻標(biāo)識碼：A

doi：10.14031/j.cnki.njwx.2020.11.015

作者簡介：王依楠（1982-），男，長春人，碩士，講師，研究方向：軟件工程、人工智能等。

0引言

智能化農(nóng)業(yè)機械裝備將衛(wèi)星定位技術(shù)、傳感器技術(shù)、信息控制技術(shù)與機電液一體化技術(shù)融于一體，此種農(nóng)業(yè)機械裝備有效控制區(qū)域圖，實現(xiàn)種子、農(nóng)藥與灌溉等應(yīng)用位置與用量的精準調(diào)節(jié)，運用此種模式，不但可解決施肥、播種、灌溉期間資源嚴重浪費的問題，還能盡可能降低化肥、農(nóng)藥的使用量，對改善環(huán)境減少污染起到積極地促進作用，為推動我國社會經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展奠定良好開端。

1?RTK GPS系統(tǒng)的優(yōu)勢作用

RTK技術(shù)手段也被稱作載波相差分技術(shù)方式，屬于經(jīng)常運用到的GPS定位系統(tǒng)測量手段。RTK GPS系統(tǒng)可以不間斷處理兩個測量站載波相位觀測量情況，通過差分處理的方式，把基準站收集的載波相位數(shù)據(jù)傳輸?shù)浇邮斩丝冢_到求證差解坐標(biāo)的效果，避免GPS定位出現(xiàn)差錯[1]。相比于過去靜態(tài)、快速靜態(tài)、動態(tài)測量的GPS定位勘測模式存在明顯差異，RTK技術(shù)手段利用差分處理方式，能夠在野外直接獲得厘米等級的定位準確度，基于此，RTK技術(shù)手段的應(yīng)用與發(fā)展，也使野外勘測作業(yè)的效率進一步提升。

2?在智能化農(nóng)業(yè)機械裝備中RTK GPS系統(tǒng)的有效運用

2.1?拖拉機導(dǎo)航的運用

全球定位系統(tǒng)的形成與發(fā)展，成為現(xiàn)代化導(dǎo)航技術(shù)的重要突破，有著較高定位準確性、時間精度無誤、適用性良好、24 h應(yīng)用等優(yōu)勢和作用，十分適用于長期在野外作業(yè)的導(dǎo)航系統(tǒng)運用[2]。自動化駕駛技術(shù)是在自動導(dǎo)航技術(shù)的條件下，控制車輛自主規(guī)劃路線的駕駛反饋，此種形式適于應(yīng)用到農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中，譬如翻地等復(fù)雜繁瑣需要反復(fù)作業(yè)的生產(chǎn)建設(shè)之中。

例如：某種植基地拖拉機導(dǎo)航控制系統(tǒng)，主要涉及以下幾個方面：（1）基準站主要具有接收RTK GPS定位衛(wèi)星信號的功能，通過科學(xué)計算后，算出信號中存在的誤差，隨后利用網(wǎng)絡(luò)傳輸模式，把準確的信號傳輸給拖拉機設(shè)備，促進組件定位準確度的提升;（2）將車載衛(wèi)星定位系統(tǒng)安裝到拖拉機機體之中，利用RTK GPS系統(tǒng)，進行衛(wèi)星定位信號的接收，并頒布拖拉機實時信息，結(jié)合接收改進的差分信號，對信號進行改良，對錯誤位置進行糾正;（3）決策支持裝置針對拖拉機導(dǎo)航而言是關(guān)鍵環(huán)節(jié)，有關(guān)工作者利用決策支持裝置展開人工路線規(guī)劃，并且決策支持裝置的核心功能就是可以結(jié)合規(guī)劃路線與衛(wèi)星定位，接收相應(yīng)的信息，通過計算的方式，選取最佳路線，開展拖拉機作業(yè)[3];（4）執(zhí)行裝置主要對拖拉機的轉(zhuǎn)向進行控制，屬于自動化控制系統(tǒng)的執(zhí)行者。

2.2?聯(lián)合收割機的運用

結(jié)合某個農(nóng)場聯(lián)合收割機應(yīng)用情況，聯(lián)合收割機主要利用地面固定式GPS差分糾偏站與移動RTK GPS系統(tǒng)裝置進行工作。地面GPS差分糾偏站利用MA750型號的雙頻GPS接收機設(shè)備、接收天線設(shè)備與PCC數(shù)傳發(fā)射電臺（35 W）、PCC數(shù)傳電臺天線以及直流電源（12 V）等機械設(shè)備[4]。該設(shè)備有著準確動態(tài)化特征，在定位方面、導(dǎo)航方面應(yīng)用十分廣泛。除此之外，此接收機設(shè)備有著較高的信號強度與準確度，所提供的設(shè)施可以達到高精度與較快響應(yīng)時間功能，進而為其提供厘米等級的定位信息，通常適用于地面固定式差分糾偏站接收信號的應(yīng)用。關(guān)于接收機設(shè)備方面，該設(shè)備可利用顯示器、鍵盤等基礎(chǔ)硬件，對聯(lián)合收割機展開運作設(shè)立，還可對設(shè)計參數(shù)根據(jù)不同的工作模式展開科學(xué)劃分，使其保存在接收機之中，在應(yīng)用期間，輸出主要通過ASCⅡ或者二進制信息三個雙向串行端口進行。

原始路徑應(yīng)用差分數(shù)據(jù)無線傳輸方式，利用高頻無線通訊設(shè)施，可增強信號，但是因控制距離比較遠，會受到電臺發(fā)射高度、功率與移動站的干擾影響。該農(nóng)村PCC數(shù)傳電臺天線長度控制在3 m左右，高度達到14 m左右，通過具體勘測了解到，收割機接收信號最遠距離超過35 km，該距離符合實際應(yīng)用要求。除此之外，PCC數(shù)傳接收機利用RS-232串行接口，可以連接AG132型號GPS接收機設(shè)備，接口數(shù)據(jù)差分信號格式基本參數(shù)如下：波特率為每分鐘下載9600 b，8個數(shù)據(jù)位，1個起始位，1個停止位。合理設(shè)置這些參數(shù)，可以使RTK GPS系統(tǒng)的智能化農(nóng)業(yè)機械設(shè)備實現(xiàn)自動工作。

2.3?變量噴霧機的運用

當(dāng)前，我國農(nóng)田比較小，并且丘陵、山地等繁雜地形較為多見，這也在一定程度上對無人機飛行準確度有著較高的要求，如若難以實現(xiàn)農(nóng)藥、化肥的準確噴灑，不但會影響病蟲害的防治效果，還會由于部分地區(qū)農(nóng)藥噴灑過多，對農(nóng)作物造成影響[5]。過去無人噴霧機設(shè)備因GPS定位準確度較低，會出現(xiàn)飛行路線不明、反復(fù)噴灑、漏噴等實際問題，隨著RTK GPS系統(tǒng)發(fā)展愈發(fā)完善，使變量噴霧機設(shè)備的精準性進一步提升。變量噴霧機也被業(yè)內(nèi)人士稱為農(nóng)業(yè)植保噴霧機設(shè)備，是農(nóng)業(yè)無人機農(nóng)藥化肥噴灑作業(yè)的主要設(shè)施。變量噴霧機設(shè)備是在傳統(tǒng)噴霧機改造的基礎(chǔ)上，增設(shè)定位板塊，隨后由地面GNSS RTK手持測繪器設(shè)備、GNSS RTK移動基站、GNSS RTK固定基站所構(gòu)成，在實際應(yīng)用中，變量噴霧機設(shè)備可以通過人工設(shè)置的方式，對噴霧量、噴霧飛行線路進行針對性設(shè)定，即可完成相應(yīng)的農(nóng)藥、化肥噴灑目標(biāo)，并在變量噴霧機飛行期間，對噴灑數(shù)據(jù)展開實時記錄，為人工數(shù)據(jù)收集帶來便利。

變量噴霧機的有效作業(yè)主要體現(xiàn)在以下幾點：第一，線路準確，利用RTK GPS系統(tǒng)可以掌握可靠的預(yù)計噴灑區(qū)域地形信息和地形邊界信息，利用差分方式，將數(shù)據(jù)信息精確到厘米等級，而噴灑路線只需要在接收機設(shè)置即可，在變量噴霧機運作期間，不需要人工遙控，從而達到自主飛行的目的。利用RTK GPS系統(tǒng)，變量噴霧機設(shè)備在運作期間，可對房屋、樹木等障礙物進行合理躲避，此種技術(shù)的安全性、可靠性十分顯著[6]。第二，藥量準確，利用準確變量的方式，可對變量噴霧機噴灑量進行有效控制，有效緩解過去噴霧機反復(fù)噴灑、漏噴等實際問題，提高變量噴霧機的工作效率。

3?結(jié)語

綜上所述，在智能化農(nóng)業(yè)機械裝備中，RTK GPS系統(tǒng)的合理應(yīng)用，發(fā)揮著不可忽視的促進作用，不僅減輕農(nóng)民的工作量，還使農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率進一步提升。通過上述分析可以發(fā)現(xiàn)，RTK GPS系統(tǒng)的合理應(yīng)用，使智能化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)準確度升級到厘米等級，同時還能對路線進行自動糾正，擴大信號接收范圍，提高變量控制有效性，如若把RTK GPS系統(tǒng)運用到我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)建設(shè)中，會促進農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率的提升，帶動我國農(nóng)業(yè)經(jīng)濟快速發(fā)展。

參考文獻：

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[6]?肖必初.農(nóng)用機械設(shè)計實踐與探析[J].山東工業(yè)技術(shù)，2018（14）：34-35.