農(nóng)業(yè)機械導航技術(shù)的發(fā)展與應用

農(nóng)業(yè)機械導航是現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的重要組成部分，在提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)水平及工作效率等方面發(fā)揮了重要作用。隨著各類新型技術(shù)在農(nóng)業(yè)領域中的應用，當前農(nóng)業(yè)生產(chǎn)呈現(xiàn)出現(xiàn)代化、信息化及智能化的發(fā)展趨勢，這也為農(nóng)業(yè)發(fā)展提供了導向，農(nóng)業(yè)機械導航技術(shù)作為先進農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力的代表技術(shù)，能夠精確感知周邊農(nóng)業(yè)環(huán)境，且通過處理農(nóng)業(yè)信息，能夠準確判斷農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件，為后期種植生產(chǎn)活動提供指導，從而提升農(nóng)業(yè)經(jīng)濟效益。

1 農(nóng)業(yè)機械導航技術(shù)的發(fā)展歷程

GPS導航等技術(shù)的發(fā)展帶動了農(nóng)業(yè)機械導航技術(shù)的進步，當前，眾多農(nóng)業(yè)機械設備中均融入了先進的導航技術(shù)，這些技術(shù)不僅減輕了農(nóng)村勞動力負擔，降低了勞動強度，而且提升了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率，減少了農(nóng)業(yè)作業(yè)時間。但是在農(nóng)業(yè)機械導航技術(shù)應用過程中，受到中國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件多樣性影響，該技術(shù)還存在某些問題，例如在平原地區(qū)，機械導航技術(shù)能夠完全勝任生產(chǎn)任務，但是在一些密集型的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)區(qū)域中其精準性還有待提升，從應用現(xiàn)狀來看，農(nóng)業(yè)導航技術(shù)還存在很大的發(fā)展空間，對此，在未來應用過程中需要進一步強化技術(shù)戰(zhàn)略部署分析，結(jié)合各類先進導航技術(shù)不斷進行技術(shù)優(yōu)化，應用激光導航、導航傳感器等新技術(shù)，提升農(nóng)業(yè)機械導航精準性，確保其能夠在各類農(nóng)業(yè)生產(chǎn)區(qū)域中進行作業(yè)，從而進一步提升農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率。

1.1 通過引進導航系統(tǒng)實現(xiàn)農(nóng)業(yè)精細化管理

當前，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中所使用的導航系統(tǒng)主要為國外GPS導航及中國自主研發(fā)的北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)，無論是GPS還是DBS，均為田間機械作業(yè)精準定位及設備自動導航等工作提供了便利。導航技術(shù)在農(nóng)業(yè)中的應用主要集中在無人駕駛拖拉機、農(nóng)業(yè)收割播種機及農(nóng)業(yè)航空等領域，但是中國在某些農(nóng)業(yè)領域中的技術(shù)應用并不成熟，一些農(nóng)業(yè)發(fā)達國家已經(jīng)能夠成熟地將GPS技術(shù)運用至農(nóng)產(chǎn)品收割過程中，而中國對于這一技術(shù)尚處于探索階段，主要借助農(nóng)業(yè)機械導航等農(nóng)田數(shù)字化技術(shù)對收割農(nóng)田進行區(qū)域劃分，而后經(jīng)過數(shù)據(jù)處理后得出區(qū)域內(nèi)收割作物的總產(chǎn)量，最后借助相關(guān)參數(shù)最優(yōu)化收割方案。除此之外，中國自主研發(fā)的北斗導航系統(tǒng)也能夠精準實現(xiàn)定位，從而提升農(nóng)業(yè)機械運用效率，例如通過土壤營養(yǎng)成分測評確定作物各個生長階段的肥料需求等，隨著導航系統(tǒng)的日漸成熟，其在農(nóng)業(yè)領域中的應用也越來越廣泛，當前農(nóng)業(yè)機械導航技術(shù)已基本能夠滿足生產(chǎn)需求，在實際應用過程中還要基于農(nóng)業(yè)機械化運行實際情況，科學地運用農(nóng)業(yè)定位設備。

1.2 傳感器及液壓技術(shù)在農(nóng)業(yè)機械中的應用

首先，傳感器技術(shù)多應用于通信電子、環(huán)境監(jiān)測及機械制造等領域，但是隨著傳感技術(shù)的成熟，其已經(jīng)開始應用于農(nóng)業(yè)領域，尤其是對農(nóng)業(yè)機械自動控制系統(tǒng)產(chǎn)生了深遠影響，當前很多機械底盤中會應用到該技術(shù)，農(nóng)用犁耕機在作業(yè)過程中若缺乏傳感器支持，則會出現(xiàn)車體傾斜度的變化，此外，正是因為傳感器，使得農(nóng)用機械設備發(fā)動機性能大幅提升，并在運行過程中減少燃油消耗，某些農(nóng)業(yè)機械故障也能夠通過傳感器檢測出來，但是在環(huán)境惡劣地區(qū)進行作業(yè)可能會對設備中的傳感器造成損傷，嚴重時還會導致農(nóng)用機械系統(tǒng)失靈的現(xiàn)象。

其次，將液壓技術(shù)多與傳感技術(shù)相結(jié)合，以內(nèi)部動力傳動為主，對整個生產(chǎn)過程進行監(jiān)督和控制，例如在油菜栽植過程中，通過液壓技術(shù)能夠確保移栽機的離地高度，從而確保機械的可操作性，在多數(shù)農(nóng)作物收獲過程中同樣離不開液壓技術(shù)，如液壓轉(zhuǎn)向、割刀高度仿形狀及負載換擋裝置等均已經(jīng)開始應用于某些作物收割機械中。

1.3 互聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)在生態(tài)農(nóng)業(yè)中的應用

生態(tài)農(nóng)業(yè)是農(nóng)業(yè)領域新概念，某些地區(qū)的生態(tài)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)已經(jīng)開始應用集數(shù)據(jù)庫平臺、中控指揮中心及數(shù)字農(nóng)業(yè)等為代表的互聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)，借助于互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)幾乎可以滿足所有的農(nóng)業(yè)種植及養(yǎng)殖業(yè)需求，可有效整合各類農(nóng)業(yè)資源，在降低農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本的同時提升種植效率。將計算機技術(shù)與互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)進行整合，還能夠有效提升土地利用效率，防止農(nóng)業(yè)生產(chǎn)對環(huán)境造成破壞，對于推進農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。

2 農(nóng)業(yè)機械導航技術(shù)的應用分析

2.1 農(nóng)業(yè)航空作業(yè)

借助于航空設備展開農(nóng)業(yè)作業(yè)優(yōu)勢較多，例如成本低、效率高及普適性強等特征，航空技術(shù)在農(nóng)業(yè)應用初期發(fā)展較為困難，由于技術(shù)不成熟，受到天氣、降水及航空路線等因素的制約較大。將先進的農(nóng)業(yè)機械導航技術(shù)應用于航空作業(yè)中，可以通過事先制定農(nóng)業(yè)作業(yè)軌跡的方式解決路線問題，從而實現(xiàn)飛行設備的自動化管理，與此同時降低地形及氣流等對飛行器的干擾。在農(nóng)業(yè)種植中最為常見的航空技術(shù)為植保技術(shù)，首先，操控人員能夠借助于無線網(wǎng)絡向無人機發(fā)送植保命令，包括農(nóng)業(yè)作業(yè)及路徑預設等，無人機在接收到命令后即可按照計劃展開作業(yè)；其次，無人機在作業(yè)過程中能夠檢測自身狀態(tài)，如噴藥無人機能夠?qū)崟r獲取到藥量及電量的剩余情況；最后，當作業(yè)路徑出現(xiàn)偏差后，無人機借助導航技術(shù)能夠自動修訂作業(yè)路徑，且當電量或農(nóng)藥不足后能夠自動完成返航操作。

2.2 測定土壤成分

種植土壤成分對于農(nóng)作物產(chǎn)量和品質(zhì)的影響較大，借助于GIS技術(shù)可以對土壤肥力、污染程度及墑情等因素展開測評，種植人員可以通過GIS檢測土壤中營養(yǎng)物質(zhì)的含量，從而確定追肥、補肥工作的時間和地點，且在綠色生態(tài)農(nóng)業(yè)模式下，通過GIS技術(shù)可以確定所選地塊是否存在重金屬污染等，從而為生態(tài)種植提供依據(jù)。傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)種植過程中由于土壤采集分析任務繁重，工作執(zhí)行效率并不高，而現(xiàn)代農(nóng)業(yè)機械導航技術(shù)將導航系統(tǒng)及地理信息系統(tǒng)等收錄到土壤采集車輛中，內(nèi)置導航系統(tǒng)能夠確保車輛到達土壤采集區(qū)域，而后按照提前設計的路線進行土壤采集，通過機械導航技術(shù)能夠提升土壤采集效率，確保土壤采集樣本的精確性，從而節(jié)省后期土壤成分檢測的時間。采集車中地理信息系統(tǒng)的主要作用則是對檢測結(jié)果進行記錄、分析及匯總，從而為日后農(nóng)業(yè)作業(yè)提供理論指導。

2.3 檢測農(nóng)作物產(chǎn)量

導航技術(shù)定位比較準確，可聯(lián)合使用傳感器技術(shù)對農(nóng)產(chǎn)品最終產(chǎn)量進行分析。當前，相關(guān)技術(shù)多應用于收割機械中，在檢測產(chǎn)量的同時還能夠提升機械收割效率，但是由于農(nóng)作物種類繁多，在實際應用前需要針對不同農(nóng)作物種類設置不同的參數(shù)。農(nóng)業(yè)機械導航技術(shù)中的衛(wèi)星技術(shù)主要作用為定位，并協(xié)助農(nóng)業(yè)機械完成自動化操作，而通過傳感器則能夠?qū)⑥r(nóng)作物產(chǎn)量結(jié)果上傳至設備終端，常見的農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量檢測傳感器有濕度和壓力2種，前者主要測定農(nóng)作物含水量，而壓力傳感器則主要檢測作物產(chǎn)量。

隨著科學技術(shù)的發(fā)展，機械導航技術(shù)已經(jīng)廣泛應用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，受到了廣大農(nóng)業(yè)人員的一致認可，基于此，中國應不斷提升相關(guān)技術(shù)水平，在擴大種植規(guī)模的同時加大新技術(shù)的應用力度，提升農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率，為中國農(nóng)業(yè)發(fā)展提供動力。