北斗導(dǎo)航終端：從“讓我裝”到“我要裝”
——新疆衛(wèi)星應(yīng)用調(diào)研報告之二

●　贠敏 黃慶紅 張曼倩 時嘉邑 _綜合報道

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北斗導(dǎo)航終端：從“讓我裝”到“我要裝”
——新疆衛(wèi)星應(yīng)用調(diào)研報告之二

新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團（以下簡稱“兵團”）第八師石河子市（以下簡稱“師市”）是兵團直轄的一個縣級行政單位，位于新疆維吾爾自治區(qū)北部，面積457平方千米。師市擁有64萬人，其中少數(shù)民族3.2萬人，占5.4%。師市歷史上一度是兵團總部所在地（后總部遷至新疆維吾爾自治區(qū)首府烏魯木齊市），也是農(nóng)八師實行師市合一管理體制的一個新興城市。師市是以農(nóng)場為依托、以工業(yè)為主導(dǎo)、工農(nóng)結(jié)合、城鄉(xiāng)結(jié)合、農(nóng)工商一體化的軍墾新城，以“戈壁明珠”的美譽著稱于世。

依托師市，開展北斗區(qū)域精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)應(yīng)用示范

2014年10月，國家發(fā)展與改革委員會、財政部批準(zhǔn)了兵團上報師市北斗系統(tǒng)精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)應(yīng)用示范工程實施方案，并明確列入國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展專項資金計劃。師市北斗系統(tǒng)精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)應(yīng)用示范工程，主要是圍繞兵團加快推進農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的總體部署，以師市作為依托城市，建設(shè)北斗農(nóng)機導(dǎo)航與位置服務(wù)平臺、地基增強系統(tǒng)，開展應(yīng)用政策與標(biāo)準(zhǔn)研究，部署應(yīng)用5萬臺（套）北斗農(nóng)業(yè)應(yīng)用終端。該工程的總體目標(biāo)是通過師市北斗區(qū)域精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)應(yīng)用示范工程建設(shè)，初步形成區(qū)域無縫覆蓋的師市北斗農(nóng)機位置服務(wù)網(wǎng)和農(nóng)業(yè)地基增強網(wǎng)，以農(nóng)機精準(zhǔn)作業(yè)、車輛高效管理、人員精細服務(wù)等為示范核心，形成北斗典型應(yīng)用示范和推廣。該項目總投資14525萬元，計劃完成5萬臺（套）終端及相應(yīng)平臺的建設(shè)工作，建設(shè)周期為3年，到2016年年底完成。通過項目實施，促進精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)發(fā)展，提高農(nóng)業(yè)收入，提升農(nóng)業(yè)生產(chǎn)安全保障能力，推動北斗衛(wèi)星導(dǎo)航產(chǎn)業(yè)發(fā)展。項目建設(shè)周期為2014年至2016年，總投資2億元，其中國家計劃安排補助資金4900萬元。國家補助資金主要用于項目技術(shù)研發(fā)、產(chǎn)品研制和應(yīng)用推廣。

2015年4月，該工程實施方案下發(fā)。目前，北斗導(dǎo)航自動駕駛系統(tǒng)已經(jīng)為2016年春耕春播做出貢獻，深受團場歡迎；國產(chǎn)化北斗導(dǎo)航自動駕駛系統(tǒng)研究取得進展，能夠基本保證農(nóng)機作業(yè)的要求；精準(zhǔn)變量施肥技術(shù)及裝備研發(fā)與示范課題開始啟動，預(yù)期完成后可以減少棉花肥料使用30%以上。

☆　裝有北斗導(dǎo)航自動駕駛系統(tǒng)的拖拉機

☆　北斗導(dǎo)航自動駕駛終端

春播春種，北斗為農(nóng)田精雕細刻

☆ 調(diào)研組在裝有北斗導(dǎo)航自動駕駛系統(tǒng)的拖拉機旁合影留念

黃金四月，播種希望。春耕不誤農(nóng)時，田間地頭播種忙。2016年4月12日，中華人民共和國商務(wù)部投資促進事務(wù)局、北京空間科技信息研究所、中國科學(xué)院遙感與數(shù)字地球研究所、中關(guān)村空間信息產(chǎn)業(yè)技術(shù)聯(lián)盟、國家林業(yè)局規(guī)劃設(shè)計研究院共同組成調(diào)研組（以下簡稱“調(diào)研組”），對師市北斗衛(wèi)星應(yīng)用導(dǎo)航精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)應(yīng)用現(xiàn)狀及需求進行調(diào)研。

自北斗導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)正式提供區(qū)域服務(wù)以來，國內(nèi)導(dǎo)航企業(yè)對農(nóng)業(yè)機械進行了大量“北斗化”改造，北斗應(yīng)用的精度優(yōu)勢將推動智慧農(nóng)業(yè)快速發(fā)展，市場前景非常巨大。新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團一臺臺裝有北斗導(dǎo)航自動駕駛系統(tǒng)的拖拉機投入使用，提高了春播生產(chǎn)工作效率。農(nóng)機導(dǎo)航自動駕駛系統(tǒng)將北斗、GPS衛(wèi)星定位與車輛自動駕駛技術(shù)相結(jié)合，通過獲取精確的農(nóng)機的位置、航向和姿態(tài)，自動控制車輛方向，引導(dǎo)車輛根據(jù)事先設(shè)定的路線，嚴(yán)格地沿圓周、Z字形或者任意設(shè)定的路線行駛。作業(yè)精度更高，從而減少作業(yè)的遺漏和重疊，有效提高畝產(chǎn)，極大提高土地利用率。可實現(xiàn)等行距作業(yè)，有利于后期標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)（如收獲），減少不必要的損失。可以實現(xiàn)24小時作業(yè)，并且可以在夜間和惡劣天氣下作業(yè)，提高農(nóng)機作業(yè)效率，降低對播種手的技能要求和減輕勞動強度。該系統(tǒng)在起壟、播種、噴藥、收獲等農(nóng)田作業(yè)時都可以使用，可提高農(nóng)業(yè)作業(yè)精度，提高農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量，實現(xiàn)精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)。基于衛(wèi)星導(dǎo)航開展自動駕駛進行棉花播種，能一次完成鋪膜、鋪滴灌帶和播種一條龍作業(yè)，1000m播行誤差不超過2cm，接茬準(zhǔn)確率達到2cm，徹底解決了農(nóng)機播種作業(yè)中出現(xiàn)的“播不直、接不上茬”的老大難問題。

☆　未使用北斗導(dǎo)航自動駕駛系統(tǒng)的拖拉機鋪膜效果

☆　使用北斗導(dǎo)航自動駕駛系統(tǒng)的拖拉機鋪膜效果

北斗導(dǎo)航自動駕駛產(chǎn)品輔助拖拉機在自動行駛過程中，按照自動規(guī)劃路徑保持了嚴(yán)整的直線、設(shè)定曲線行駛，實現(xiàn)了無起步彎、結(jié)合壟精準(zhǔn)度5cm以內(nèi)的效果，避免了鋪膜作業(yè)路線不直造成的土地浪費，配有北斗導(dǎo)航自動駕駛系統(tǒng)的農(nóng)機管理調(diào)度效率提高30%以上，農(nóng)作物產(chǎn)量提高約5%、燃油消耗節(jié)約10%。其工作原理是，通過實時差分（RTK）技術(shù)與車輛自動駕駛技術(shù)相結(jié)合，精確測量拖拉機的位置、航向和姿態(tài)，自動調(diào)整車輛轉(zhuǎn)向，使車輛嚴(yán)格地保持直線、設(shè)定曲線或自動規(guī)劃路徑行駛，作業(yè)的置信度達到95%。農(nóng)機精準(zhǔn)導(dǎo)航與控制技術(shù)的應(yīng)用推廣，可有效提高土地、種子、化肥、農(nóng)藥的利用率，大幅提升農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率，社會和經(jīng)濟效益非常大。應(yīng)用衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)對受災(zāi)棉田重新播種，接行誤差可以精確到小于2～3cm，可保證后續(xù)棉花機械收獲的實施，所以衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)對災(zāi)后重播也很有用。

現(xiàn)在自動駕駛系統(tǒng)的應(yīng)用實現(xiàn)了精準(zhǔn)播種、變量施肥（精準(zhǔn)對行施肥）、精準(zhǔn)對靶施藥、耕深監(jiān)控、耕地質(zhì)量監(jiān)控等精準(zhǔn)作業(yè)環(huán)節(jié)。采用衛(wèi)星導(dǎo)航自動駕駛技術(shù)，有諸多好處，可以提高作業(yè)精度、機車?yán)寐省⒉擅迿C采凈率、土地利用率、中耕作業(yè)質(zhì)量、植保作業(yè)質(zhì)量、災(zāi)害重播作業(yè)質(zhì)量、殘膜回收率、中耕作物基肥的利用率等。

機車安裝北斗衛(wèi)星導(dǎo)航終端，不但提高了農(nóng)機的作業(yè)質(zhì)量，達到了精、準(zhǔn)、快的要求，而且能夠減輕農(nóng)機駕駛員的勞動強度。調(diào)研組從播種手處了解到，北斗導(dǎo)航自動駕駛系統(tǒng)安裝費用為8萬元，國家補貼3萬元，團場補貼1～2萬元，示范項目補貼1萬元，農(nóng)民只需要支付2～3萬元就可以。春播時間必須搶時間爭速度，全力以赴搶時播種，保質(zhì)保量打好春播第一仗。農(nóng)業(yè)機械自動導(dǎo)航技術(shù)，可支持夜間作業(yè)，大大減輕農(nóng)事工作者的勞動強度。在棉花播種時用北斗終端自動駕駛技術(shù)可以保障24小時不間斷播種作業(yè)，晚上可以種地，農(nóng)業(yè)機械的利用率隨之大大提高。不安裝北斗導(dǎo)航自動駕駛系統(tǒng)的拖拉機將面臨著沒活干的局面。

☆　播種手分享使用北斗導(dǎo)航自動駕駛系統(tǒng)的經(jīng)驗

因地制宜，兩大措施推進北斗精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)應(yīng)用

在座談會上，師市科技局副局長戚亮介紹到，該項目通過建立地基增強系統(tǒng)及產(chǎn)業(yè)技術(shù)聯(lián)盟兩大措施推進項目快速示范，產(chǎn)生效益。2016年師市已經(jīng)啟動建設(shè)北斗導(dǎo)航地基增強系統(tǒng)，目前以石總場北泉鎮(zhèn)科創(chuàng)大廈為基點已建成了1個地基增強系統(tǒng)基站，后續(xù)還將在149團等5地同步建設(shè)其他基站；并在149等團場完成了800多套北斗導(dǎo)航自動駕駛系統(tǒng)推廣任務(wù)，還在148、149團開展了1000戶“北斗三農(nóng)手機”示范應(yīng)用，項目期間共將在師市推廣3.5萬個服務(wù)三農(nóng)的北斗手機終端。

☆　座談會上，戚亮向調(diào)研組介紹北斗導(dǎo)航精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)概況

為推動北斗導(dǎo)航技術(shù)在新疆兵團的應(yīng)用，成立新疆兵團北斗導(dǎo)航精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)應(yīng)用產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟。2015年6月在中國農(nóng)業(yè)大學(xué)成立籌備工作會，2015年12月兵團科技局已批準(zhǔn)成立。現(xiàn)在入會單位有40余家。將北斗導(dǎo)航精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)應(yīng)用的相關(guān)企業(yè)、高校、科研院所成立聯(lián)盟，共同推動北斗導(dǎo)航精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)應(yīng)用。兵團提供統(tǒng)一的辦公場所及服務(wù)站，具有暢通的聯(lián)系渠道，還將規(guī)劃建設(shè)精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)示范展廳。

新疆及中亞地區(qū)空間信息應(yīng)用，在農(nóng)業(yè)、物流、生態(tài)、公共安全、防災(zāi)減災(zāi)等方面均有良好前景。北斗精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)應(yīng)用將立足師市，結(jié)合國家戰(zhàn)略頂層設(shè)計及國家重大工程，建設(shè)中巴經(jīng)濟走廊，建設(shè)地基增強系統(tǒng)及星基增強系統(tǒng)，向中亞及歐洲邁進。

☆　北斗導(dǎo)航地基增強系統(tǒng)基站接收機

●贠敏 黃慶紅 張曼倩 時嘉邑 _綜合報道

鏈接：農(nóng)機北斗導(dǎo)航自動駕駛系統(tǒng)已列入農(nóng)業(yè)部《2015—2017年農(nóng)機購置補貼指南》。《新疆維吾爾自治區(qū)2015—2017年農(nóng)業(yè)機械中央財政資金最高補貼額一覽表（2016年調(diào)整）》中顯示，精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)用北斗終端（含漁船用）包括三類：一是液壓控制轉(zhuǎn)向機，直線精度±2.5cm的北斗導(dǎo)航自動駕駛系統(tǒng)，補貼費用30000元；二是方向盤，直線精度±10cm的北斗導(dǎo)航輔助駕駛系統(tǒng)，補貼費用15000元；三是陸地農(nóng)業(yè)用北斗終端，補貼費用為400元。