论文部分内容阅读
摘要：随着农业现代化的进一步发展，农业作业中的各个环节都在进行精细化的管理，耕深作业作为犁地中的一个重要环节具有打破犁底层，改善耕层结构，增强土壤蓄水保墒能力，促进农作物增产的作用。但是该过程的测量工作一直存在测量精度以及测量周期长、耗费人员、测量困难等问题。随着北斗导航不断应用于农业的各个领域，使用北斗定位技术实时的到农机耕深相关信息，具有精度高、操作简单、成果实时化等优势为农业耕深信息获取带来极大的便利，对农业生产有重要的指导意义。本文主要对北斗导航定位技术在农业耕深测量中的的应用进行分析。
关键词：北斗导航定位;农业耕深测量;应用
一、北斗双天线定位耕深测量技术概述
随着我国农业机械化水平的不断发展，在日常的农业生产过程中智能化的技术也渐渐取代了传统的农业作业方式。一方面是由于智能化技术能够完成很多人们无法完成的事情，另一方面能够形成更为快速、精确的生产过程。北斗双天线定位耕深测量技术就是其中的一种，在传统的耕深测量过程中受到地理、环境、周期、人员等多项因素的影响导致耕深测量过程中存在很大的误差，一定程度上给农业生产和发展带来阻碍。北斗双天线定位耕深测量技术能够集合了4G技术、数字通信技术、信息技术等，能够完成高精度的测量，在投入使用过程中受到广泛认可，同时也促进了农业生产的进步和发展。
该技术在使用时的注意事项：
1、北斗卫星天线的安装要求：由于需要接受北斗卫星信号传输数据，北斗卫星天线不能存在遮挡的情况，主天线需要安装到拖拉机顶上，从天线安装到深松犁上，并且用延长杆将天线架高，保障信号的接收。
2、使用前需要进行调试工作，以便于及时、准确的获取到相关信息。在实际作业前需要验证测量的耕深数据是否准确，避免外界环境和多种因素干扰下，影响到测量精确度。
3、由于测量的面积是根据农机作业的轨迹信息上传至平台处理，所以在进行耕深作业是需要保证系统正常开机状态，以保证数据的准确性。
二、北斗定位导航技术的优势
（1）测量精度高
系统采用双天线高差测量方案进行深松作业深度测量，极大地提高了深度测量结果的精度和系统拓展性，测量精度高，耕深深度精度达±1cm，耕深面积测量精度达95%。针对传统耕深测量技术而言，北斗双天线定位耕深测量技术具有较高的数据获取率，不仅可以实时的实现数据的获取，缩短数据处理的时间，还可以将相关信息更为清晰地呈现出来，便于实时的监控作业情况。同时用户通过安装到驾驶室内部的车载智能显示终端实时查看耕深信息，并进行实时的作业修正，从而达到指导耕深作业的作用。
（2）测量效率高
安装北斗双天线定位耕深测量设备后，耕深测量工作和实际的耕深作业同步进行，这种形式下的测量具有明显的优势。首先，保证了数据的实时准确性;其次，不易受到天气状况的影响，白天、黑夜、雨雾等天气都可以进行作业;最后，不需要派大量的人员去实地测量耕深的深度和耕深的面积。在耕深测量过程中只需要保证设备处于开机状态，实时关注深度变化，实时进行耕深作业的修正。不同于传统耕深测量需要大量的时间、人力来进行实地的测量工作，北斗双天线定位耕深测量技术实现了作业和测量同步进行，一定程度上为耕深测量过程省去了大量时间。此外，还将作业位置信息上传平台，也为后续的检核工作提供了便捷有效的信息。
（3）经济效益高
传统的耕深测量工作中需要耗费大量的人力、物力，还不一定能够更快的取得较好的测量成果，但利用北斗双天线定位耕深测量技术就可以很好地解决这一问题。该技术成本较低，在实际测量过程中也不需要大量的人力，只需要將北斗双天线定位设备安装到进行耕深作业的车辆上就可进行测量工作。该设备能安装简单，并且不会局限于地域、天气等因素的限制。北斗双天线定位耕深测量技术中集合了数据通信技术、GNSS定位技术、遥测遥控技术等多种测量技术，这些技术都解放了大量人力，利用数字化技术将测量成果实时显示，并传输至服务器、平台展示，突破了传统测量的局限性，使用范围大，灵活便捷，使得耕深测量工作的数据采集效率更高，一定程度上大大降低了人员成本，带来了更多的经济效益。
三、北斗双天线定位技术的应用
北斗双天线定位技术是北斗双天线定位测量耕深技术中的一项核心技术，该技术会直接影响到耕深测量的准确性。北斗双天线定位技术主要是由采用高精度GNSS板卡的北斗双天线定位接收主机，使用双天线定位计算的方案来实现。首先将其中设备的主北斗接收天线安装在拖拉机驾驶室顶上中间位置，从北斗接收天线安装在耕深作业机具上（注意架高），然后通过安装的北斗接收天线获取高精度的定位、定向信息，该定位、定向信息包括拖拉机行驶的速度、实时经纬度、航向以及高程信息，以每一个定位点作为基本计算单元，通过北斗双天线定位接收主机内置的高精度GNSS板卡，进行RTK定位输出定位坐标信息，实时解算得出两个北斗接收天线的的高精度定位坐标和高程信息，系统通过对获取到的原始定位坐标信息进行分析、解算，得到两个北斗天线安装位置的相对高程差。耕深作业软件根据高程差再结合相应的算法和农机具模型参数，从而实时计算出厘米级的农机耕深深度，并实时显示。用户根据显示的耕深深度信息，进行耕深作业的修正，从而达到耕深作业的要求。
四、耕深面积测量计算
农机耕深作业过程中通过前端移动4G通信将北斗双天线定位接收主机采集的实时作业信息上传至后台服务器，后台平台软件根据前端获取的定位信息，车辆轨迹信息等原始数据为基础，融合地理底图、地块图等地理信息数据，并通过相关算法和数据处理模型对数据进行整合处理，计算出耕深作业面积，并将结果生成实时发送至显示终端，用户可以实时观察作业面积的情况。同时后台平台软件综合耕深作业机具、机械作业时间、机械作业地点等信息以相关耕深作业标准为基准条件，对整个作业情况进行分类统计汇总，并形成对耕深整个作业过程的的统计数据，使用户对整个作业情况有清晰的感知和了解。
面积计算中影响准确度的注意事项：
1、在实际的作业过程中，农机的作业轨迹农机会出现作业区域的重复，在面积计算的过程中尤其要注意关注重点重复的位置信息。
2、农机作业过程中，在地头地尾存在倒车掉头的情况，而此时农具处于未作业情况，但是北斗双天线定位接收主机仍然会将轨迹信息采集并上传至服务器，在面积计算过程中这部分轨迹信息也需要重点关注。
五、结论：
综上所述，北斗双天线定位测量耕深技术具有较大的优势，将其利用在农业耕深作业的过程中，可以避免人为因素、环境因素的影响，使得测量结果更具实时性、准确性。在该技术的应用过程中也需要注意针对性地采取相应的措施来提高耕深测量质量，正确规范地利用北斗双天线定位技术、地理信息、数据通讯等，从而让北斗双天线定位测量耕深技术充分发挥其精度高、实时性强、成本低等优势，不断推动农业耕深作业的进步，带动农业生产的可持续性发展。
参考文献
[1]沈培培，马飞，李晓宇. 农机耕深监测终端系统
[2]宋建刚.农机深松实用技术.河北农业，[年（卷），期]2014 （000）009.
[3] 徐周，GPS差分定位技术及实现方法的研究：[D].：解放军信息工程大学，2006
作者简介：岳峰， 1985年生，男，山西长治人，大专，就职于上海联适导航技术股份有限公司，主要研究方向北斗/GNSS定位系统在农业作业中的应用。
上海联适导航技术股份有限公司 201799
关键词：北斗导航定位;农业耕深测量;应用
一、北斗双天线定位耕深测量技术概述
随着我国农业机械化水平的不断发展，在日常的农业生产过程中智能化的技术也渐渐取代了传统的农业作业方式。一方面是由于智能化技术能够完成很多人们无法完成的事情，另一方面能够形成更为快速、精确的生产过程。北斗双天线定位耕深测量技术就是其中的一种，在传统的耕深测量过程中受到地理、环境、周期、人员等多项因素的影响导致耕深测量过程中存在很大的误差，一定程度上给农业生产和发展带来阻碍。北斗双天线定位耕深测量技术能够集合了4G技术、数字通信技术、信息技术等，能够完成高精度的测量，在投入使用过程中受到广泛认可，同时也促进了农业生产的进步和发展。
该技术在使用时的注意事项：
1、北斗卫星天线的安装要求：由于需要接受北斗卫星信号传输数据，北斗卫星天线不能存在遮挡的情况，主天线需要安装到拖拉机顶上，从天线安装到深松犁上，并且用延长杆将天线架高，保障信号的接收。
2、使用前需要进行调试工作，以便于及时、准确的获取到相关信息。在实际作业前需要验证测量的耕深数据是否准确，避免外界环境和多种因素干扰下，影响到测量精确度。
3、由于测量的面积是根据农机作业的轨迹信息上传至平台处理，所以在进行耕深作业是需要保证系统正常开机状态，以保证数据的准确性。
二、北斗定位导航技术的优势
（1）测量精度高
系统采用双天线高差测量方案进行深松作业深度测量，极大地提高了深度测量结果的精度和系统拓展性，测量精度高，耕深深度精度达±1cm，耕深面积测量精度达95%。针对传统耕深测量技术而言，北斗双天线定位耕深测量技术具有较高的数据获取率，不仅可以实时的实现数据的获取，缩短数据处理的时间，还可以将相关信息更为清晰地呈现出来，便于实时的监控作业情况。同时用户通过安装到驾驶室内部的车载智能显示终端实时查看耕深信息，并进行实时的作业修正，从而达到指导耕深作业的作用。
（2）测量效率高
安装北斗双天线定位耕深测量设备后，耕深测量工作和实际的耕深作业同步进行，这种形式下的测量具有明显的优势。首先，保证了数据的实时准确性;其次，不易受到天气状况的影响，白天、黑夜、雨雾等天气都可以进行作业;最后，不需要派大量的人员去实地测量耕深的深度和耕深的面积。在耕深测量过程中只需要保证设备处于开机状态，实时关注深度变化，实时进行耕深作业的修正。不同于传统耕深测量需要大量的时间、人力来进行实地的测量工作，北斗双天线定位耕深测量技术实现了作业和测量同步进行，一定程度上为耕深测量过程省去了大量时间。此外，还将作业位置信息上传平台，也为后续的检核工作提供了便捷有效的信息。
（3）经济效益高
传统的耕深测量工作中需要耗费大量的人力、物力，还不一定能够更快的取得较好的测量成果，但利用北斗双天线定位耕深测量技术就可以很好地解决这一问题。该技术成本较低，在实际测量过程中也不需要大量的人力，只需要將北斗双天线定位设备安装到进行耕深作业的车辆上就可进行测量工作。该设备能安装简单，并且不会局限于地域、天气等因素的限制。北斗双天线定位耕深测量技术中集合了数据通信技术、GNSS定位技术、遥测遥控技术等多种测量技术，这些技术都解放了大量人力，利用数字化技术将测量成果实时显示，并传输至服务器、平台展示，突破了传统测量的局限性，使用范围大，灵活便捷，使得耕深测量工作的数据采集效率更高，一定程度上大大降低了人员成本，带来了更多的经济效益。
三、北斗双天线定位技术的应用
北斗双天线定位技术是北斗双天线定位测量耕深技术中的一项核心技术，该技术会直接影响到耕深测量的准确性。北斗双天线定位技术主要是由采用高精度GNSS板卡的北斗双天线定位接收主机，使用双天线定位计算的方案来实现。首先将其中设备的主北斗接收天线安装在拖拉机驾驶室顶上中间位置，从北斗接收天线安装在耕深作业机具上（注意架高），然后通过安装的北斗接收天线获取高精度的定位、定向信息，该定位、定向信息包括拖拉机行驶的速度、实时经纬度、航向以及高程信息，以每一个定位点作为基本计算单元，通过北斗双天线定位接收主机内置的高精度GNSS板卡，进行RTK定位输出定位坐标信息，实时解算得出两个北斗接收天线的的高精度定位坐标和高程信息，系统通过对获取到的原始定位坐标信息进行分析、解算，得到两个北斗天线安装位置的相对高程差。耕深作业软件根据高程差再结合相应的算法和农机具模型参数，从而实时计算出厘米级的农机耕深深度，并实时显示。用户根据显示的耕深深度信息，进行耕深作业的修正，从而达到耕深作业的要求。
四、耕深面积测量计算
农机耕深作业过程中通过前端移动4G通信将北斗双天线定位接收主机采集的实时作业信息上传至后台服务器，后台平台软件根据前端获取的定位信息，车辆轨迹信息等原始数据为基础，融合地理底图、地块图等地理信息数据，并通过相关算法和数据处理模型对数据进行整合处理，计算出耕深作业面积，并将结果生成实时发送至显示终端，用户可以实时观察作业面积的情况。同时后台平台软件综合耕深作业机具、机械作业时间、机械作业地点等信息以相关耕深作业标准为基准条件，对整个作业情况进行分类统计汇总，并形成对耕深整个作业过程的的统计数据，使用户对整个作业情况有清晰的感知和了解。
面积计算中影响准确度的注意事项：
1、在实际的作业过程中，农机的作业轨迹农机会出现作业区域的重复，在面积计算的过程中尤其要注意关注重点重复的位置信息。
2、农机作业过程中，在地头地尾存在倒车掉头的情况，而此时农具处于未作业情况，但是北斗双天线定位接收主机仍然会将轨迹信息采集并上传至服务器，在面积计算过程中这部分轨迹信息也需要重点关注。
五、结论：
综上所述，北斗双天线定位测量耕深技术具有较大的优势，将其利用在农业耕深作业的过程中，可以避免人为因素、环境因素的影响，使得测量结果更具实时性、准确性。在该技术的应用过程中也需要注意针对性地采取相应的措施来提高耕深测量质量，正确规范地利用北斗双天线定位技术、地理信息、数据通讯等，从而让北斗双天线定位测量耕深技术充分发挥其精度高、实时性强、成本低等优势，不断推动农业耕深作业的进步，带动农业生产的可持续性发展。
参考文献
[1]沈培培，马飞，李晓宇. 农机耕深监测终端系统
[2]宋建刚.农机深松实用技术.河北农业，[年（卷），期]2014 （000）009.
[3] 徐周，GPS差分定位技术及实现方法的研究：[D].：解放军信息工程大学，2006
作者简介：岳峰， 1985年生，男，山西长治人，大专，就职于上海联适导航技术股份有限公司，主要研究方向北斗/GNSS定位系统在农业作业中的应用。
上海联适导航技术股份有限公司 201799