摘?要：在精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)政策提出之后，科學(xué)技術(shù)手段運(yùn)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(shí)而生。為此，介紹RTK GPS系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)作用，提出在智能化農(nóng)業(yè)機(jī)械裝備中RTK GPS系統(tǒng)的有效運(yùn)用方法，以期促進(jìn)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(jī)械裝備

中圖分類號(hào)：S23?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)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(jī)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(jī)電液一體化技術(shù)融于一體，此種農(nóng)業(yè)機(jī)械裝備有效控制區(qū)域圖，實(shí)現(xiàn)種子、農(nóng)藥與灌溉等應(yīng)用位置與用量的精準(zhǔn)調(diào)節(jié)，運(yùn)用此種模式，不但可解決施肥、播種、灌溉期間資源嚴(yán)重浪費(fèi)的問題，還能盡可能降低化肥、農(nóng)藥的使用量，對(duì)改善環(huán)境減少污染起到積極地促進(jìn)作用，為推動(dòng)我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展奠定良好開端。

1?RTK GPS系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)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(yùn)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(gè)測量站載波相位觀測量情況，通過差分處理的方式，把基準(zhǔn)站收集的載波相位數(shù)據(jù)傳輸?shù)浇邮斩丝?，達(dá)到求證差解坐標(biāo)的效果，避免GPS定位出現(xiàn)差錯(cuò)[1]。相比于過去靜態(tài)、快速靜態(tài)、動(dòng)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(jí)的定位準(zhǔn)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(jìn)一步提升。

2?在智能化農(nóng)業(yè)機(jī)械裝備中RTK GPS系統(tǒng)的有效運(yùn)用

2.1?拖拉機(jī)導(dǎo)航的運(yùn)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(zhǔn)確性、時(shí)間精度無誤、適用性良好、24 h應(yīng)用等優(yōu)勢(shì)和作用，十分適用于長期在野外作業(yè)的導(dǎo)航系統(tǒng)運(yùn)用[2]。自動(dòng)化駕駛技術(shù)是在自動(dòng)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(jī)導(dǎo)航控制系統(tǒng)，主要涉及以下幾個(gè)方面：（1）基準(zhǔn)站主要具有接收RTK GPS定位衛(wèi)星信號(hào)的功能，通過科學(xué)計(jì)算后，算出信號(hào)中存在的誤差，隨后利用網(wǎng)絡(luò)傳輸模式，把準(zhǔn)確的信號(hào)傳輸給拖拉機(jī)設(shè)備，促進(jìn)組件定位準(zhǔn)確度的提升;（2）將車載衛(wèi)星定位系統(tǒng)安裝到拖拉機(jī)機(jī)體之中，利用RTK GPS系統(tǒng)，進(jìn)行衛(wèi)星定位信號(hào)的接收，并頒布拖拉機(jī)實(shí)時(shí)信息，結(jié)合接收改進(jìn)的差分信號(hào)，對(duì)信號(hào)進(jìn)行改良，對(duì)錯(cuò)誤位置進(jìn)行糾正;（3）決策支持裝置針對(duì)拖拉機(jī)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(jì)算的方式，選取最佳路線，開展拖拉機(jī)作業(yè)[3];（4）執(zhí)行裝置主要對(duì)拖拉機(jī)的轉(zhuǎn)向進(jìn)行控制，屬于自動(dòng)化控制系統(tǒng)的執(zhí)行者。

2.2?聯(lián)合收割機(jī)的運(yùn)用

結(jié)合某個(gè)農(nóng)場聯(lián)合收割機(jī)應(yīng)用情況，聯(lián)合收割機(jī)主要利用地面固定式GPS差分糾偏站與移動(dòng)RTK GPS系統(tǒng)裝置進(jìn)行工作。地面GPS差分糾偏站利用MA750型號(hào)的雙頻GPS接收機(jī)設(shè)備、接收天線設(shè)備與PCC數(shù)傳發(fā)射電臺(tái)（35 W）、PCC數(shù)傳電臺(tái)天線以及直流電源（12 V）等機(jī)械設(shè)備[4]。該設(shè)備有著準(zhǔn)確動(dòng)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(jī)設(shè)備有著較高的信號(hào)強(qiáng)度與準(zhǔn)確度，所提供的設(shè)施可以達(dá)到高精度與較快響應(yīng)時(shí)間功能，進(jìn)而為其提供厘米等級(jí)的定位信息，通常適用于地面固定式差分糾偏站接收信號(hào)的應(yīng)用。關(guān)于接收機(jī)設(shè)備方面，該設(shè)備可利用顯示器、鍵盤等基礎(chǔ)硬件，對(duì)聯(lián)合收割機(jī)展開運(yùn)作設(shè)立，還可對(duì)設(shè)計(jì)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(jī)之中，在應(yīng)用期間，輸出主要通過ASCⅡ或者二進(jìn)制信息三個(gè)雙向串行端口進(jìn)行。

原始路徑應(yīng)用差分?jǐn)?shù)據(jù)無線傳輸方式，利用高頻無線通訊設(shè)施，可增強(qiáng)信號(hào)，但是因控制距離比較遠(yuǎn)，會(huì)受到電臺(tái)發(fā)射高度、功率與移動(dòng)站的干擾影響。該農(nóng)村PCC數(shù)傳電臺(tái)天線長度控制在3 m左右，高度達(dá)到14 m左右，通過具體勘測了解到，收割機(jī)接收信號(hào)最遠(yuǎn)距離超過35 km，該距離符合實(shí)際應(yīng)用要求。除此之外，PCC數(shù)傳接收機(jī)利用RS-232串行接口，可以連接AG132型號(hào)GPS接收機(jī)設(shè)備，接口數(shù)據(jù)差分信號(hào)格式基本參數(shù)如下：波特率為每分鐘下載9600 b，8個(gè)數(shù)據(jù)位，1個(gè)起始位，1個(gè)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(jī)械設(shè)備實(shí)現(xiàn)自動(dòng)工作。

2.3?變量噴霧機(jī)的運(yùn)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(duì)無人機(jī)飛行準(zhǔn)確度有著較高的要求，如若難以實(shí)現(xiàn)農(nóng)藥、化肥的準(zhǔn)確噴灑，不但會(huì)影響病蟲害的防治效果，還會(huì)由于部分地區(qū)農(nóng)藥噴灑過多，對(duì)農(nóng)作物造成影響[5]。過去無人噴霧機(jī)設(shè)備因GPS定位準(zhǔn)確度較低，會(huì)出現(xiàn)飛行路線不明、反復(fù)噴灑、漏噴等實(shí)際問題，隨著RTK GPS系統(tǒng)發(fā)展愈發(fā)完善，使變量噴霧機(jī)設(shè)備的精準(zhǔn)性進(jìn)一步提升。變量噴霧機(jī)也被業(yè)內(nèi)人士稱為農(nóng)業(yè)植保噴霧機(jī)設(shè)備，是農(nóng)業(yè)無人機(jī)農(nóng)藥化肥噴灑作業(yè)的主要設(shè)施。變量噴霧機(jī)設(shè)備是在傳統(tǒng)噴霧機(jī)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(dòng)基站、GNSS RTK固定基站所構(gòu)成，在實(shí)際應(yīng)用中，變量噴霧機(jī)設(shè)備可以通過人工設(shè)置的方式，對(duì)噴霧量、噴霧飛行線路進(jìn)行針對(duì)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(jī)飛行期間，對(duì)噴灑數(shù)據(jù)展開實(shí)時(shí)記錄，為人工數(shù)據(jù)收集帶來便利。

變量噴霧機(jī)的有效作業(yè)主要體現(xiàn)在以下幾點(diǎn)：第一，線路準(zhǔn)確，利用RTK GPS系統(tǒng)可以掌握可靠的預(yù)計(jì)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(jí)，而噴灑路線只需要在接收機(jī)設(shè)置即可，在變量噴霧機(jī)運(yùn)作期間，不需要人工遙控，從而達(dá)到自主飛行的目的。利用RTK GPS系統(tǒng)，變量噴霧機(jī)設(shè)備在運(yùn)作期間，可對(duì)房屋、樹木等障礙物進(jìn)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(zhǔn)確，利用準(zhǔn)確變量的方式，可對(duì)變量噴霧機(jī)噴灑量進(jìn)行有效控制，有效緩解過去噴霧機(jī)反復(fù)噴灑、漏噴等實(shí)際問題，提高變量噴霧機(jī)的工作效率。

3?結(jié)語

綜上所述，在智能化農(nóng)業(yè)機(jī)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(jìn)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(jìn)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(zhǔn)確度升級(jí)到厘米等級(jí)，同時(shí)還能對(duì)路線進(jìn)行自動(dòng)糾正，擴(kuò)大信號(hào)接收范圍，提高變量控制有效性，如若把RTK GPS系統(tǒng)運(yùn)用到我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)建設(shè)中，會(huì)促進(jìn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率的提升，帶動(dòng)我國農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展。

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