GPS自动导航驾驶系统在黑龙江垦区农机作业上的应用

赵光

GPS表的是全球定位系统，在现代精准农业当中发挥着重要作用。随着GPS卫星现代化与市场化发展，定位精度较以往有了提高，越来越多地应用在各个领域中。将GPS自动导航驾驶系统应用在黑龙江垦区农机作业当中可以有效提高农机作业水平，提高现代化农业的发展水平，因此需要研究GPS自动导航系统的具体应用，以提高应用效率。

一、GPS自动导航驾驶系統概述

1、GPS定义。GPS的全称为GlobalPositioningSystem，指的是全球定位系统，是利用空中卫星进行定位的系统，能够提供时间以及位置等信息，具有精密度高、覆盖面广、方便快捷等优势。所以GPS的应用范围非常广泛，GPS系统在农机导航中普遍应用，因自动感知周边环境，进行既定任务，充分发挥了农机在自动灭草、收割、浇肥等农业领域中的作用。比如可以应用到工程测量中、交通系统中、气象学中、军事中、农业中。GPS系统在精细农业的开展过程中至关重要，不仅能够准确定位相关的农田信息，还能够检测农作物的产量。

2、GPS自动导航驾驶系统的技术原理和优点

（1）技术原理。在应用这项技术时，需要先在导航光靶上设置车辆的行走路线，并将导航模式设置好，导航模式主要分为直线模式和曲线模式两种，设置好之后就可以接收基站的查分数据，分析完数据之后就可以实现厘米级的PTK卫星定位，这样控制器就能够接收到精准的定位信息了。方向传感器会不间断地发送农机的运动方向以及车轮的转动情况;控制器会分析方向传感器发送的车轮转动情况以及卫星提供的坐标并向液压控制阀发送指令，这样就能够对液压系统油量的流动方向以及流量进行控制，继而对车辆行驶进行控制，从而确保车辆能够按照设置的路线行使。

（2）优点

①GPS自动导航驾驶系统的优势较为突出，可以促进农业发展。应用这个系统可以增强播行的端直性以及接茬的准确性，提高采净率。

②将这个系统应用在农机作业当中可以控制接茬精度，所以能够减少农业生产成本，提高农业种植的质量，避免重复或遗漏接行，这样也提高了土地的利用效率。

③应用这项技术可以提高农机的操作效率，延长农机的作业时间。在应用这项技术时，农机驾驶员不需要掌控方向，只需要把握油门，这就为驾驶员提供更多的时间，让驾驶员多观察农机的作业状况，有利于提高农机的作业质量。

④GPS自动导航驾驶系统的功能非常多且具有记忆功能，只需要设定一次就能够使用很久。借助对农机导航中GPS定位的误差分析，解决低成本定位、高精度农业要求问题。

二、黑龙江垦区应用GPS自动导航驾驶系统的现状

1、黑龙江垦区应用GPS自动导航驾驶系统的意识较高，所以应用范围较为广泛。当前，黑龙江垦区使用较多的GPS自动导航驾驶设备主要是美国拓普康电动方向盘式驾驶设备以及美国天宝液压式驾驶设备这两种类型，每一台设备的价格大约为十几万元左右。同时，黑龙江垦区对多种大型农用拖拉机进行了改装，比如对东方红904拖拉机、迪尔54拖拉机等都进行了改造。

2、黑龙江垦区的主要农作物是马铃薯、玉米等，GPS设备在农作物的播种环节当中应用广泛。这两种类型的自动导航驾驶设备都有利有弊，比如说美国拓普康牌的电动方向盘式驾驶设备的核心就是电动方向盘，使用起来较为方便，且不会对拖拉机造成影响，但是这种设备的精确度不是很高，存在一定的误差;而美国天宝牌液压式驾驶设备的准确度比较高，但是在使用时需要安装三通，比较麻烦。

三、黑龙江垦区应用GPS自动导航驾驶系统中存在的问题及相关建议

1、设备价格高昂。GPS自动导航驾驶系统属于高科技，目前我国还没有研制出来质量较好的导航设备，所以所有的导航设备都是进口的，价格较为高昂，且在后续使用过程中还需要对设备进行维护和保养，需要消耗一定的资金。虽然黑龙江垦区给予了一定的优惠和补贴，但是农民还需要投入很多资金，所以部分农民无法接受这项技术和设备。因此，国家应该提高对这项技术的重视程度，对进口设备进行深入研究，加大研发力度，从而研发出符合国家实际需要的GPS自动导航驾驶系统。

2、应用范围有限。从实际应用状况来看，当前多将该系统应用在播种以及喷药等环节当中，但是还未将该系统应用在耕整地当中，所以应该不断研究，扩大导航系统的应用范围。

3、信号影响因素多。GPS卫星信号会受到多种因素的影响，比如气候、地形、地势等，如果种植区域附近有林带的话就可能会影响到导航信号，甚至中断信号，这样就无法使用自动导航设备。

4、技术要求高。GPS自动导航系统并不是拖拉机本身带有的，需要通过改装将系统装置在拖拉机上，这就对技术提出了较高的要求。同时，农民又缺乏专业知识，不会安装系统，所以应该多培养一些专业人才，并创建专门的服务站，让专业人才为农民提供指导。

5、加大推广力度。相关部门应该加大推广力度，让更多的农民了解这个系统，同时也需要加大补贴力度，鼓励农民积极应用这项技术。现阶段，在一定的技术基础下，更多的科学研究人员投入到该项技术的科学研究历程中，建立有关模型，减少GPS定位误差，全面提升农业的生产运行，做到改善工作品质和延长运行时间的效果。

总之，GPS是现代精准农业当中的核心技术之一，在垦区农业机械作业当中应用GPS自动导航驾驶系统可以提高农业机械的作业质量，解决垦区缺乏机械操作人员的问题，但是从实际情况来看，这项技术的应用还存在一些问题，因此应该不断解决应用问题，大力推广这项技术，从而提高黑龙江地区的农业生产水平，促进黑龙江地区的经济发展。

（作者单位：156330黑龙江省农垦建三江管理局二道河农场）