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隨著科學技術(shù)的不斷進步，我國農(nóng)業(yè)已經(jīng)邁進了智慧管理、精準實施的發(fā)展軌道。智能化農(nóng)業(yè)機械裝備的建設(shè)和應(yīng)用是智慧精準農(nóng)業(yè)的重要組成部分，也是保障糧食安全生產(chǎn)的最直接手段。北斗衛(wèi)星導航技術(shù)作為農(nóng)業(yè)機械智能化技術(shù)中的一項關(guān)鍵技術(shù)，在近幾年已應(yīng)用于耕、種、管、收等農(nóng)業(yè)生產(chǎn)各環(huán)節(jié)，并在生產(chǎn)實踐中取得了非常好的應(yīng)用效果。文章主要就北斗衛(wèi)星導航技術(shù)在農(nóng)業(yè)機械中的應(yīng)用進行探究，正確的認知農(nóng)業(yè)機械使用智能化技術(shù)的重要價值，及今后的發(fā)展趨勢。

1北斗衛(wèi)星導航技術(shù)在農(nóng)業(yè)機械中的應(yīng)用現(xiàn)狀

所謂導航就是農(nóng)業(yè)機械利用自身攜帶的傳感器感知周圍環(huán)境和車體的信息，通過對獲取的信息進行處理并進行導航?jīng)Q策和控制，從而完成相應(yīng)的作業(yè)生產(chǎn)任務(wù)的過程。中國北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)是中國自行研制的全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)，是世界成熟的四大衛(wèi)星導航系統(tǒng)之一。由空間段、地面段、用戶段三部分組成，可在全球范圍內(nèi)全天候、全天時為各類用戶提供高精度、高可靠性的定位、導航、授時服務(wù)。由于北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)是我國自主研制的，在安全性和功能性方面更符合我國的國情需要。近兩年在國家和各省、市、區(qū)實施的農(nóng)業(yè)機械購置補貼政策的推動下，一些科技型企業(yè)將北斗衛(wèi)星系統(tǒng)與農(nóng)業(yè)機械相結(jié)合，研發(fā)出了多款北斗農(nóng)業(yè)自動導航產(chǎn)品，實現(xiàn)了多種農(nóng)業(yè)機械的無人駕駛、精準作業(yè)功能。

2北斗農(nóng)業(yè)自動導航駕駛系統(tǒng)

北斗農(nóng)業(yè)自動導航駕駛系統(tǒng)是由車載計算機、衛(wèi)星接收機、轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)和基站等部分組成。通過安裝在相適應(yīng)的農(nóng)業(yè)機械上，利用北斗衛(wèi)星的定位信號設(shè)計作業(yè)機械的行駛路線，在機械作業(yè)過程中綜合其位置信息、姿態(tài)信息、航向角信息、傳感器信息，通過控制電動方向盤或液壓系統(tǒng)，實現(xiàn)機械的轉(zhuǎn)向，從而按照規(guī)劃路徑行駛，達到完成耕整地、播種、種植、田間管理和收獲等各類作業(yè)目的。2．1北斗農(nóng)業(yè)自動導航駕駛系統(tǒng)的優(yōu)勢。2．1．1節(jié)省勞動成本。北斗農(nóng)業(yè)自動導航駕駛系統(tǒng)與農(nóng)業(yè)機械相結(jié)合，可實現(xiàn)無人駕駛，有效替代人工操作，減少了勞動強度，節(jié)省用工成本。在我國城鎮(zhèn)化進程加快，大批的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)人員脫離土地，基層農(nóng)村和農(nóng)場的年青勞動力明顯不足，無人駕駛農(nóng)業(yè)機械的應(yīng)用可有效解決農(nóng)業(yè)用工不足的難題。2．1．2提高作業(yè)效率。安裝了北斗導航自動駕駛系統(tǒng)的農(nóng)業(yè)機械不受自然條件和時間因素的影響，不管是刮風下雨還是白天黑天可以24h不間斷搶抓農(nóng)時作業(yè)。能替代部分人工并能減輕操作人員的勞動強度，與人工操作相對比，可提高工作效率50％。2．1．3提高作業(yè)精度。北斗導航自動駕駛系統(tǒng)可對農(nóng)業(yè)機械進行適時調(diào)整、精準定位，保證了作業(yè)質(zhì)量和作業(yè)精度。經(jīng)檢測合格的產(chǎn)品，在200m測區(qū)內(nèi)，直線度精度和銜接行精度均達到2．5cm的標準要求；北斗導航自動駕駛插秧機在80m測區(qū)內(nèi)，直線度精度和銜接行精度均達到5．0cm的標準要求。2．1．4合理利用土地資源，增加產(chǎn)量農(nóng)機機械加裝北斗導航自動駕駛系統(tǒng)，可保障行走和作業(yè)精度、精準利用土地面積、減少藥、肥、水資源的浪費、提高作物生長質(zhì)量，進而增加產(chǎn)量。2．2北斗導航系統(tǒng)在各類農(nóng)業(yè)機械上的應(yīng)用。2．2．1在拖拉機上應(yīng)用。拖拉機是田間生產(chǎn)作業(yè)中的動力機械，非自走式農(nóng)業(yè)機械通過牽引或懸掛的方式與拖拉機相聯(lián)，進而實現(xiàn)行走作業(yè)目的。北斗農(nóng)業(yè)自動導航駕駛系統(tǒng)加裝在拖拉機上使用，可實現(xiàn)以拖拉機為動力的農(nóng)機具的精準作業(yè)。從耕整地開始，到種、管、收，規(guī)劃合理，統(tǒng)一規(guī)范，走的直、對的準，達到作業(yè)質(zhì)量標準要求。2．2．2在插秧機上應(yīng)用。北斗農(nóng)業(yè)自動導航駕駛系統(tǒng)與插秧機結(jié)合，可指揮插秧機在定位工作區(qū)域內(nèi)，根據(jù)設(shè)定好的取秧量和插秧深度等參數(shù)，自行規(guī)劃最優(yōu)路線，完成插秧作業(yè)。而導航定位數(shù)據(jù)又可為后期水稻成長中的施肥、植保、收獲等作業(yè)提供精準位置信息，從而提高水稻生產(chǎn)全程精準作業(yè)程度。2．2．3在收獲機上應(yīng)用。北斗農(nóng)業(yè)自動導航駕駛系統(tǒng)與收獲機結(jié)合，可利用前期種植作業(yè)信息，結(jié)合作物長勢特點，實現(xiàn)精準對行收獲，有效降低收獲作業(yè)過程中因行走路線不直，對行不準而導致的各類損失，進而保障產(chǎn)量。2．2．4在平地機上應(yīng)用。在拖拉機的帶動下，平地機通過接收北斗衛(wèi)星信號適時調(diào)整限位油缸的伸縮量，實現(xiàn)刮土鏟的上升和下降，經(jīng)過不斷地刮土和卸土的過程，進行全方位的土地精細平整作業(yè)。經(jīng)過精細平整的土地，在后續(xù)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，水、肥、藥的用量更均勻、更準確，減少因地勢不平引起的各種浪費，保證作物長勢一致，提高產(chǎn)量。2．3北斗衛(wèi)星導航無人機。北斗衛(wèi)星導航無人機可進行農(nóng)業(yè)植保作業(yè)、農(nóng)情監(jiān)測和數(shù)據(jù)采集，具有精準、高效、環(huán)保、智能等特點。另外，由于無人機體積小，重量輕，運輸方便，靈活等特點，對不同的地塊，不同的作物都有很好的適應(yīng)性。2020年4月，新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團在梨花盛開的季節(jié)，利用北斗無人機搶農(nóng)時，為果樹在短暫的盛花期內(nèi)，進行兩次授粉，有效提高了坐果率，同時解決了人工授粉遇到樹齡長，樹稍高，無法授到頂端，影響坐果率的問題，是人工授粉10倍的工作效率，并且不存在藥物傷害問題。

3北斗衛(wèi)星導航技術(shù)在農(nóng)業(yè)機械中的應(yīng)用前景

3．1應(yīng)用面更廣。2020年是北斗衛(wèi)星系統(tǒng)全面成熟的一年，也是北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上全面推廣應(yīng)用的關(guān)鍵年。2020年的春耕期間，黑龍江墾區(qū)在人力不足、生產(chǎn)資料運輸不暢的情況下，比往年提前3d完成大田作物播種于高產(chǎn)時區(qū)，正是得益于北斗智能農(nóng)業(yè)機械發(fā)揮作用。北斗農(nóng)業(yè)自動導航駕駛系統(tǒng)產(chǎn)品，依照農(nóng)業(yè)機械產(chǎn)品品目分類標準，歸于“農(nóng)業(yè)用北斗終端”品目。從2014年至2020年5月20日，共有98個農(nóng)業(yè)用北斗終端產(chǎn)品和20個北斗衛(wèi)星導航平地機產(chǎn)品進入“全國農(nóng)業(yè)機械試驗鑒定管理服務(wù)信息化平臺”獲得購機補貼資格。黑龍江農(nóng)墾農(nóng)業(yè)機械試驗鑒定站作為在全國率先開展農(nóng)業(yè)用北斗終端產(chǎn)品推廣鑒定的檢測機構(gòu)，是農(nóng)業(yè)用北斗終端產(chǎn)品推廣鑒定主要完成單位，截至2020年5月20日已收到2020年申請項目：北斗農(nóng)業(yè)自動導航駕駛系統(tǒng)33項，北斗衛(wèi)星導航平地機25項，遠高于往年同期的數(shù)量。與以往多是北、上、廣、深企業(yè)不同，2020年申請的企業(yè)中不乏有黑龍江本省科技企業(yè)出現(xiàn)?？梢?，北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)機械中的發(fā)展態(tài)勢。3．2操作更準確、性能更穩(wěn)定。隨著北斗導航產(chǎn)品的技術(shù)進步和改型升級，將進一步改善機械操作人員與農(nóng)業(yè)機械的結(jié)合關(guān)系，在機械作業(yè)過程中的起步、停車、機具升降、擋位調(diào)整，油門增減更為安全流暢，系統(tǒng)調(diào)整機械作業(yè)的適應(yīng)性和可靠性更強。3．3服務(wù)、管理體系更加完善。隨著新技術(shù)的不斷應(yīng)用，通過建立完整的服務(wù)、管理體系，建設(shè)高水平的人員隊伍，可遠程監(jiān)控，根據(jù)農(nóng)情需要合理調(diào)配作業(yè)機械，在機械出現(xiàn)故障時能準確定位、快速地解決問題，實現(xiàn)不同企業(yè)、不同機型資源互通、數(shù)據(jù)共享。2020年黑龍江北大荒農(nóng)墾集團總公司建三江分公司已經(jīng)建成了4個無人化水田示范點和2個無人化旱田示范點。相信不久的將來，農(nóng)田里只見機器作業(yè)，不見人的景象隨處可見。

參考文獻

［1］趙巖，陳學庚，溫浩軍．新疆兵團精準農(nóng)業(yè)發(fā)展與北斗衛(wèi)星導航技術(shù)的應(yīng)用［J］，石河子大學學報（自然科學版），2018，36（4）：397－404．（008）

作者:顧冰潔 單位:黑龍江農(nóng)墾農(nóng)業(yè)機械試驗鑒定站