龍口市北斗導(dǎo)航系統(tǒng)在農(nóng)業(yè)機械領(lǐng)域的應(yīng)用

一、北斗導(dǎo)航系統(tǒng)

北斗導(dǎo)航系統(tǒng)是我國自主建設(shè)運行的全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。2000年年底，建成北斗一號系統(tǒng)，向中國提供服務(wù)；2012年年底，建成北斗二號系統(tǒng)，向亞太地區(qū)提供服務(wù)；2020年，北斗三號系統(tǒng)建成并投入使用，可面向全球范圍提供定位導(dǎo)航授時、全球短報文通信和國際搜救等服務(wù)[1，2]。

北斗導(dǎo)航系統(tǒng)具有抗遮擋能力強、服務(wù)精度高等特色，依托空間段、地面控制段、用戶段三部分為用戶提供服務(wù)，已廣泛應(yīng)用于交通運輸、公共安全、救災(zāi)減災(zāi)、農(nóng)林牧漁等行業(yè)[3]。將其應(yīng)用于農(nóng)業(yè)機械領(lǐng)域，可實現(xiàn)農(nóng)業(yè)機械的精準定位、自動駕駛、軌跡記錄、實時管理等功能，為農(nóng)業(yè)機械的精準化、智能化作業(yè)提供重要技術(shù)支持，推動農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展進程。

北斗導(dǎo)航技術(shù)與5G通訊傳輸、精密傳感儀器、智能計算機等先進技術(shù)相結(jié)合，為耕整地、播種、植保、收獲等農(nóng)機作業(yè)提供路線規(guī)劃、數(shù)據(jù)采集、統(tǒng)計分析、作業(yè)監(jiān)督和精細管理等服務(wù)，有效提高了農(nóng)機作業(yè)精準化、自動化和智能化水平，大幅提升農(nóng)業(yè)機械的工作效率，降低農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中的人力成本，促進增產(chǎn)增收。

二、龍口市北斗導(dǎo)航系統(tǒng)在農(nóng)業(yè)機械領(lǐng)域應(yīng)用情況

龍口市北斗導(dǎo)航系統(tǒng)在農(nóng)業(yè)機械領(lǐng)域使用的起步時間較晚，2022年有了第一臺加裝有北斗定位終端的谷物聯(lián)合收割機。截至2024年6月底，龍口市共有加裝農(nóng)業(yè)用北斗終端的各類農(nóng)業(yè)機械134臺。

從農(nóng)業(yè)機械類型上看，北斗導(dǎo)航系統(tǒng)多應(yīng)用于大型農(nóng)業(yè)機械中，以拖拉機及收獲機械為主，包括輪式拖拉機72臺、玉米收獲機28臺、谷物聯(lián)合收割機3臺、噴桿噴霧機17臺、植保無人機14臺；受龍口市地形地貌影響，加裝農(nóng)業(yè)用北斗終端的農(nóng)業(yè)機械在各鄉(xiāng)鎮(zhèn)分布不平均，主要集中在北馬鎮(zhèn)、徐福街道、諸由觀鎮(zhèn)、新嘉街道、東萊街道等西北部平原地區(qū)。

1.輔助駕駛設(shè)備

輔助駕駛設(shè)備主要由智能終端、轉(zhuǎn)向驅(qū)動單元及車載接收機三大部分組成，能夠?qū)崿F(xiàn)直線、曲線等多種作業(yè)模式。以直線作業(yè)為例，事先設(shè)定好作業(yè)的地塊信息、農(nóng)具寬度信息及結(jié)合部距離，在田地中確定好AB線，即可自動做好路線規(guī)劃，在行駛過程中，通過內(nèi)置的高精度姿態(tài)傳感器精準識別農(nóng)業(yè)機械姿態(tài)、方向等相關(guān)信息，結(jié)合北斗定位終端接收到的信號，通過配套的轉(zhuǎn)向驅(qū)動單元實時調(diào)整行駛的方向，確保農(nóng)業(yè)機械能夠按照設(shè)定的路線進行作業(yè)。

目前，龍口市加裝有北斗輔助駕駛設(shè)備的農(nóng)業(yè)機械多與旋耕機、播種機等其他農(nóng)具配合使用，應(yīng)用于耕整地、作物播種及施肥等多種作業(yè)場景。可以根據(jù)作業(yè)需求在不同的作業(yè)區(qū)域調(diào)整作業(yè)強度，如播種密度等，依托北斗導(dǎo)航系統(tǒng)的高精度導(dǎo)航定位服務(wù)，可有效減少重復(fù)作業(yè)情況，最大限度合理利用土地，確保作業(yè)時接行準確、播行端直，作業(yè)深度一致，提高作業(yè)質(zhì)量和效率。

2.植保無人機

基于北斗導(dǎo)航系統(tǒng)的植保無人機利用北斗衛(wèi)星導(dǎo)航實現(xiàn)RTK（載波相位差分）厘米級的定位精度，為其運行和作業(yè)提供準確的位置信息，從而完成遠程控制、航線設(shè)定、仿地飛行等空中作業(yè)項目。首先，依靠高精度的北斗導(dǎo)航技術(shù)，植保無人機能夠更加精準、高效地進行植保作業(yè)，嚴格按照事先設(shè)定的航線飛行，有效避免傳統(tǒng)植保方式可能發(fā)生的重噴、漏噴情況，提升植保作業(yè)效率，提高農(nóng)藥利用率，達到更好的作物病蟲害防治效果；其次，北斗導(dǎo)航系統(tǒng)有著更好的信號覆蓋力，與感知系統(tǒng)及人工智能等技術(shù)相結(jié)合，可以實現(xiàn)精準避障，讓植保作業(yè)更加安全可靠；此外，植保無人機工作時可以通過相應(yīng)的數(shù)據(jù)平臺實時監(jiān)測設(shè)備的飛行速度、飛行高度等設(shè)備信息，作業(yè)軌跡、施藥量等作業(yè)信息以及機手信息，以便及時發(fā)現(xiàn)問題并進行相應(yīng)調(diào)整。

3.北斗定位終端

具有定位功能的北斗終端多應(yīng)用于輪式拖拉機、玉米收獲機及噴桿噴霧機中，與輔助駕駛設(shè)備不同，這類北斗定位終端多在出廠時已預(yù)先安裝完成，無需后續(xù)自行購買安裝。此設(shè)備可提供米級精度的定位服務(wù)，在農(nóng)業(yè)機械進行作業(yè)時，北斗定位終端可以實時記錄農(nóng)業(yè)機械的位置、狀態(tài)及作業(yè)軌跡并上傳至作業(yè)物聯(lián)網(wǎng)管理平臺，可以通過機身上加施的二維碼掃碼識別或獲取農(nóng)機的作業(yè)軌跡及作業(yè)面積，為農(nóng)業(yè)機械的監(jiān)督管理提供了便利。

二、應(yīng)用優(yōu)勢

一是降低人工勞動強度及技術(shù)要求。以往進行農(nóng)機作業(yè)時，需要農(nóng)機駕駛員根據(jù)機械行駛情況調(diào)整前進方向以保證能夠按照預(yù)定路線行駛，一方面，農(nóng)機駕駛員需全程操作，勞動強度大；另一方面，對農(nóng)機駕駛員的判斷力、反應(yīng)速度及駕駛技術(shù)的要求都較高。依托北斗導(dǎo)航系統(tǒng)，農(nóng)業(yè)機械可實現(xiàn)路線規(guī)劃、自動駕駛等自動化、智能化作業(yè)方式，在作業(yè)過程中農(nóng)機駕駛員僅需控制農(nóng)業(yè)機械的行駛速度，不再需要全程進行前進方向的調(diào)整，即使是新駕駛員也可以高質(zhì)量完成作業(yè)，在提高作業(yè)效果的同時緩解了當前有經(jīng)驗的農(nóng)機手緊缺的難題。

二是提高作業(yè)精度，提升作業(yè)效率。農(nóng)機手進行田間作業(yè)時的作業(yè)精度完全依靠個人經(jīng)驗進行判斷，且隨著作業(yè)強度提高，作業(yè)精度不可避免會有所下降，易出現(xiàn)重復(fù)作業(yè)或遺漏的情況，而依托北斗導(dǎo)航系統(tǒng)，農(nóng)業(yè)機械的作業(yè)精度可以達到 ±2.5cm ，相較于人工作業(yè)精度有了大幅提升，且不受作業(yè)時長影響，作業(yè)過程中可以始終確保播行端直，間距均勻，同時避免重復(fù)作業(yè)，減少因作業(yè)誤差而造成的土地浪費情況，提高土地利用效率[4]。

三是記錄作業(yè)軌跡，減少作業(yè)糾紛。加裝有北斗終端的農(nóng)業(yè)機械可精準記錄作業(yè)軌跡，計算作業(yè)面積，為作業(yè)面積的確定提供了有力依據(jù)。以往農(nóng)機手外出作業(yè)時，對于作業(yè)面積的判斷依靠農(nóng)戶與農(nóng)機手雙方協(xié)商確定，缺少更加具體確定的判斷標準，時有因?qū)ψ鳂I(yè)面積的認定無法達成一致而產(chǎn)生糾紛的情況，北斗導(dǎo)航系統(tǒng)的加人將改變這一現(xiàn)狀，有利于農(nóng)機手與農(nóng)戶構(gòu)建更加和諧的關(guān)系。

四是減少受作業(yè)環(huán)境制約情況。加裝北斗終端的農(nóng)業(yè)機械在作業(yè)時依靠北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)進行定位，相較于農(nóng)機駕駛員依靠肉眼進行路線分辨，具有北斗導(dǎo)航系統(tǒng)的農(nóng)業(yè)機械在面對夜間等能見度較低的作業(yè)環(huán)境時，受到的影響較小，更具有優(yōu)越性，基于此，能夠有效延長作業(yè)時間，提高效率[5]

三、幾點思考

目前龍口市北斗導(dǎo)航系統(tǒng)在農(nóng)業(yè)機械領(lǐng)域中的應(yīng)用仍處于起步階段，應(yīng)用場景較為單一，普及程度不高，就如何引導(dǎo)其在龍口市更好地發(fā)展應(yīng)用，有以下幾點思考：一是加大補貼力度，通過政策支持減輕購買設(shè)備的經(jīng)濟負擔(dān)，引導(dǎo)用戶使用；二是加強宣傳推廣，通過示范引領(lǐng)的方式，提高農(nóng)民對先進技術(shù)的認可度；三是強化技術(shù)培訓(xùn)，注重技術(shù)人才的培養(yǎng)，提高操作人員的技術(shù)水平，以發(fā)揮最大效果；四是完善配套服務(wù)，通過良好的售后等配套服務(wù)，免除使用時的后顧之憂。

參考文獻：

[1]陳谷倉.北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)建設(shè)與發(fā)展[J]衛(wèi)星應(yīng)用，2023，（6）：8-11.

[2]鄭巍，黃盛杰，陳智.北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域上的發(fā)展現(xiàn)狀分析[J].農(nóng)業(yè)裝備技術(shù)，2020，46（4）：4-6.

[3]吳紫晗.北斗導(dǎo)航系統(tǒng)在農(nóng)機化應(yīng)用現(xiàn)狀淺析[J].農(nóng)機科技推廣，2020，（7）：32-34.

[4]顧冰潔.北斗衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)在農(nóng)業(yè)機械中的應(yīng)用分析[J].現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)，2020，（8）：61-62.

[5]張圣光.北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)在農(nóng)業(yè)機械化中的應(yīng)用與發(fā)展前景[J].現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技，2014，（4）：184.

（作者單位：龍口市農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心）