GPS自動導航駕駛系統在田間機械作業上的推廣應用

葉爾哈孜·哈山哈孜

作為為現代精準的核心技術之一，21世紀現代知識農業的重要形式，精準農業是在現代工程技術、生物技術、信息技術等高新技術發展起來的農業生產形式。為了有效的提高農業生產的水平，針對田間機械作業上的瓶頸問題，從“精準”農業技術著眼，利用GPS自動導航系統應用在小麥、棉花的整地和播種等的農業環節加以運用，提高農業生產的經濟效益和社會效益。

1 GPS自動導航駕駛系統在田間機械作業的應用現狀

1.1 技術原理

GPS自動導航駕駛技術是在導航光靶上對車輛的走線進行設定，設置基本的導航模式，導航模式分為曲線和直線兩種，接收基站查分數據，對數據進行分析可以實現厘米級的PTK衛星定位，控制器接受準確的定位信息。方向傳感器能發送田間機械的運動方向。控制器根據車輪的轉動情況和衛星的具體坐標情況，向液壓控制閥傳達指令，車輛的行駛可以通過對液壓系統油量的流向和方向的控制來實現，保證車輛按照導航光靶上所設定的路線去行駛。

1.2 GPS自動導航駕駛系統的優點

通過在田間地頭的使用情況，尤其是在田間播種作業上的推廣運用，有很多使用優點。利用GPS自動導航駕駛系統來進行的播行端正筆直，接茬準確，給后期農業的機耕作業打下良好的基礎，尤其是利用機器進行采收的農作物，能有效的提高采凈率；接茬的精度距離可以控制在1到2cm之間，可以很大程度上減少生產農作物的生產成本，良好的接茬距離可以是農作物的種植農藝特性化，減低農作物作業過程中接行的重復和遺漏，提高農藝作業的質量和土地的利用率，增加了經濟效益；GPS自動導航駕駛技術能夠有效的提高農業機械的操作性能，可以實現24小時不間斷的田間機械作業，提高了農業機械的時間利用率和出勤率；這項技術的減輕了農業機械駕駛員的工作強度，在駕駛時駕駛員只要控制好機械油門，不需要操控方向盤，有更多的時間觀察和注意機械的工作狀況，有效的提高了田間工作的質量；GPS自動導航駕駛系統有很多功能，目前這一系統已經帶有記憶功能，能夠進行一次設定，實現長期的使用，極大的提高了機械的利用率。

2 GPS自動導航駕駛系統在田間機械作業的效益分析

以一臺國產迪爾-1204型安裝有GPS自動導航系統的拖拉機為例來進行經濟效益分析。2010年秋起大壟5250畝，2012年春起大壟2250畝，可在夜間進行作業，每年可增加200hm2的作業面積，直接增加收入3萬元。也可將拖拉機與精量播種機進行配套作業，進行夜間搶播種作業，可以由此延長作業時間，每年可增加200hm2的作業面積，可增加約4.8萬元的收入。提高機械的作業效率，可以減少田間耕地作業的漏耙和重耙，帶有GPS自動導航駕駛的拖拉機作業幅度寬可增加40cm，增加作業效率5%，每年可增收325萬元。傳統的田間機械都要具備一個水平較高的駕駛員來操作，駕駛裝有GPS自動導航的拖拉機，只需要駕駛楊具有一般的駕駛水平就夠了，用一般水平駕駛員的工資可節省6%的工資支出。提高土地的利用率，在進行田間的作業中，機械科減少往復結合線寬度，土地利用率提高3.76%。一臺6行播種機能為種植戶每年增加收入7.5萬元 。一臺安裝有GPS自動導航系統的拖拉機，可增加種植戶收入以及機械費收入達16萬元。

3 GPS自動導航駕駛系統機械作業注意事項

3.1 AB兩線之間要按要求設定距離，具體的具體要根據實際情況來設定，保持要地壟平行的狀態，這樣下能達到標準作業，實現土地利用率最大化，充分利用土地。

3.2 多車在同一田間進行相同作業時，保持車與車之間的AB線平行，才能保證田間作業不漏、不重。

3.3 在自動駕駛時，在需要加速的地段，要先適量踩油門，在加擋后再把油門加到適當的位置，這樣能確保機械的直線行駛，同樣的，在需要減速時，要先松油門，在進行減擋操作，只要正確的駕駛習慣，才能有效確保田間機械作業的直線度。

3.4 在有些需要懸掛農具作業的自動駕駛機械進行作業時，要保持勻速慢行，上線后，倒到地頭確定入塹后再把農具倒入地頭。在進行拖掛作業時，要保證人工駕駛上線后在進行機械自動駕駛，這樣更能確保作業的安全避免意外事故的發生。

4 存在問題和建議

PTK地面基站差分信號的傳輸方式是通過模塊網絡傳輸方式，車載設備中有可以一個安裝兩個電話流量卡的模塊，電話流量卡分別是中國移動和中國電信。優點是基本不受地理環境影響，輻射半徑最長可達40km，傳輸的范圍比較大。缺點是傳輸環節受網絡、技術和電信設備的影響，會出現傳輸信號不穩定的現象，在作業時容易出現信號掉線的情況。另一種傳輸方式是電臺傳輸方式，具有信號強度強的特點，在覆蓋區域內幾乎不會出現掉線的情況，缺點是覆蓋半徑比較小，在30km以內，由于山、樹等建筑物的影響，田間作業會出現，盲區死角，信號無法傳達。建議對設備的傳輸方式進行改進和完善，可以將電臺發射和網絡傳輸等兩種方式進行合并使用，確保裝有GPS自動導航駕駛系統的機械在田間作業時能夠收到穩定的差分信號。

實踐證明，雖然GPS自動導航駕駛系統查分信號的覆蓋于傳輸還有待進一步的完善和改進，但是在田間機械作業上應用GPS自動導航系統，具有使用方便和操作簡單的特點。可提高田間機械作業的效率、作業質量、土地的使用率等，可以有效緩解缺少一線高水平機械操作員的矛盾，減輕駕駛員的勞動強度。該系統投資回收快，具有良好的市場前景，在全國各地區都有極大的應用價值和推廣前景。

（作者單位：834700塔城市農牧業機械化技術推廣站）