GPS导航技术在农业机械设计中的应用

   现今我国农业取得了举世瞩目的发展成就，在农业发展中农业机械发挥着重要的作用。而农业机械性能的提高，需采用电子信息技术、GPS导航技术等多种先进技术。对此，结合当前农业机械设计的现状，探讨GPS导航技术的应用，具体分析如下。 

    1　GPS导航技术及其原理

 　　全球定位系统(GPS)是一种先进的技术，技术的基本原理为，按照高速运动的卫星瞬间定位作为已知起算数据，用空间距离后方交会法，准确确定待测点的坐标。 　　目前，GPS导航技术在地质勘探、石油勘探、煤炭勘探、交通导航及大地测量等领域均得到了良好的应用，且其应用范围在不断拓展。在农业机械领域，GPS导航技术也得以应用，提升了农业机械的性能。

 　　2　GPS导航技术在农业机械设计中的应用

 　　2.1　在农机运输与农机具中的应用　在农机运输与农机具设计上，加用车载GPS，能程序化地跟随已设路线开展耕作施肥与病虫害防治工作，可节约生产费用。在西方国家，不少国家投入了新型联合收割机，此种收割机应用了GPS导航技术与地理信息系统。在联合收割机上，利用GPS导航技术，可提供不同农田作业区的成熟度信息。另外，利用GPS导航技术还可按照不同农作物分区，引导联合收割机分类开展工作，提高作业效率，降低费用。

 　　2.2　在虫害杂草灾害监测中的应用　在过去，对农作物病虫害的调查，通常是各地派遣调查人员来开展，然后将调查数据逐级上报。但因为病虫害传播快、危害面积大，所以这种传统调查方式已经不适用。而近年来，在病虫害杂草危害监测中，利用GPS导航技术，可精确定位灾害发生地点，尤其是可将调查数据输入计算机，并由计算机计算不同灾情区投药量，然后在GPS导航技术引导下精确投药。在喷雾治理病虫害时，可利用GPS设备准确治理重灾地区，并减少化学药剂造成的危害。

 　　2.3　在播种施肥中的应用　提高农作物产量的方法较多，而播撒适量的化肥是一种有效的方法，但传统方法一般无法将化肥播撒到准确位置。而在播种种子和化肥时，利用GPS导航技术，可提高播撒精确性，防止出现遗漏和重复投放问题，减少浪费。同时，在利用农机设备播种或施肥作业时，可合理布置播撒路线，从而节约作业费用。而利用GPS导航技术能节省化肥与除草剂用量，防止用量过多而对农作物生长发育造成影响。另外，由于夜间植物气孔处于张开状态，易吸收肥料与除草剂，尤其是在变量播撒化肥过程中，可利用GPS导航技术，准确控制不同地块播种作业，准确确定不同播种量与施肥量。

 　　2.4　在无人拖拉机上的应用　农业作业中使用的无人驾驶机，一般由操作站控制，可在GPS导航技术辅助下进行操作，实现连续准确操作，不仅能节约时间，而且还能节省人力物力的投入。比如，国外一家生产公司研发的无人驾驶拖拉机，可24 h不间断连续作业，这种无人操作拖拉机就利用了GPS导航技术。在作业过程中，拖拉机上摄像机可将作业现场画面回传到监视器上，作业人员通过屏幕便可指挥操作。 　　此外，GPS导航技术的误差小，大约在3 cm。所以，在耕地、喷洒农药与收割庄稼时，可实现线路不重叠。同时，无人驾驶拖拉机的重量为1.5 t，可节约燃料;同时，可通过自重碾压土地，使农作物产量提高了10%。使用无人拖拉机可形成更深压实土壤层，提高耕作效率。

 　　2.5　在农业机械跨区域管理中的应用　利用GPS导航技术与监控中心，可实时监控所有装配有GPS系统的农业机械作业地块，地块上农业机械的行驶路线、速度等数据均可反馈至控制中心。利用GPS导航技术，可实现对农业机械的远程控制，比如对断电、锁定与断油的控制等。在农业机械作业过程中，如果出现突发事件，则可及时报警，允许农业部门根据反馈的问题作出应对，为农业作业服务。

 　　3　目前农业机械中设计的问题

 　　随着科学技术的快速发展，农业机械在农业发展中所起的作用越来越大。但是，考虑到我国是名副其实的农业大国，一家一户均用大型机械化经营缺乏现实性。在农业机械使用上，多数农民缺乏农业机械技术，在操作中还遇到不少问题，阻碍了农业的发展。同时，农业机械的地区差异较大，且至今还没有完整的农机服务产业体系，严重了农业机械化的发展。针对这些问题，在农业机械发展中，应用以GPS、CIS为代表的信息技术，对于实现农业机械化具有重要的意义。

 　　4　结语

 　　农业机械在农业发展中起着重要作用，而在农业机械设计中，利用GPS导航技术可提升农业机械的性能，拓展其应用范围，进而提高农业机械的作业效率，节省资源，节省人力物力。