龍口市北斗導航系統在農業機械領域的應用

一、北斗導航系統

北斗導航系統是我國自主建設運行的全球衛星導航系統。2000年年底，建成北斗一號系統，向中國提供服務；2012年年底，建成北斗二號系統，向亞太地區提供服務；2020年，北斗三號系統建成并投入使用，可面向全球范圍提供定位導航授時、全球短報文通信和國際搜救等服務[1，2]。

北斗導航系統具有抗遮擋能力強、服務精度高等特色，依托空間段、地面控制段、用戶段三部分為用戶提供服務，已廣泛應用于交通運輸、公共安全、救災減災、農林牧漁等行業[3]。將其應用于農業機械領域，可實現農業機械的精準定位、自動駕駛、軌跡記錄、實時管理等功能，為農業機械的精準化、智能化作業提供重要技術支持，推動農業現代化發展進程。

北斗導航技術與5G通訊傳輸、精密傳感儀器、智能計算機等先進技術相結合，為耕整地、播種、植保、收獲等農機作業提供路線規劃、數據采集、統計分析、作業監督和精細管理等服務，有效提高了農機作業精準化、自動化和智能化水平，大幅提升農業機械的工作效率，降低農業生產過程中的人力成本，促進增產增收。

二、龍口市北斗導航系統在農業機械領域應用情況

龍口市北斗導航系統在農業機械領域使用的起步時間較晚，2022年有了第一臺加裝有北斗定位終端的谷物聯合收割機。截至2024年6月底，龍口市共有加裝農業用北斗終端的各類農業機械134臺。

從農業機械類型上看，北斗導航系統多應用于大型農業機械中，以拖拉機及收獲機械為主，包括輪式拖拉機72臺、玉米收獲機28臺、谷物聯合收割機3臺、噴桿噴霧機17臺、植保無人機14臺；受龍口市地形地貌影響，加裝農業用北斗終端的農業機械在各鄉鎮分布不平均，主要集中在北馬鎮、徐福街道、諸由觀鎮、新嘉街道、東萊街道等西北部平原地區。

1.輔助駕駛設備

輔助駕駛設備主要由智能終端、轉向驅動單元及車載接收機三大部分組成，能夠實現直線、曲線等多種作業模式。以直線作業為例，事先設定好作業的地塊信息、農具寬度信息及結合部距離，在田地中確定好AB線，即可自動做好路線規劃，在行駛過程中，通過內置的高精度姿態傳感器精準識別農業機械姿態、方向等相關信息，結合北斗定位終端接收到的信號，通過配套的轉向驅動單元實時調整行駛的方向，確保農業機械能夠按照設定的路線進行作業。

目前，龍口市加裝有北斗輔助駕駛設備的農業機械多與旋耕機、播種機等其他農具配合使用，應用于耕整地、作物播種及施肥等多種作業場景。可以根據作業需求在不同的作業區域調整作業強度，如播種密度等，依托北斗導航系統的高精度導航定位服務，可有效減少重復作業情況，最大限度合理利用土地，確保作業時接行準確、播行端直，作業深度一致，提高作業質量和效率。

2.植保無人機

基于北斗導航系統的植保無人機利用北斗衛星導航實現RTK（載波相位差分）厘米級的定位精度，為其運行和作業提供準確的位置信息，從而完成遠程控制、航線設定、仿地飛行等空中作業項目。首先，依靠高精度的北斗導航技術，植保無人機能夠更加精準、高效地進行植保作業，嚴格按照事先設定的航線飛行，有效避免傳統植保方式可能發生的重噴、漏噴情況，提升植保作業效率，提高農藥利用率，達到更好的作物病蟲害防治效果；其次，北斗導航系統有著更好的信號覆蓋力，與感知系統及人工智能等技術相結合，可以實現精準避障，讓植保作業更加安全可靠；此外，植保無人機工作時可以通過相應的數據平臺實時監測設備的飛行速度、飛行高度等設備信息，作業軌跡、施藥量等作業信息以及機手信息，以便及時發現問題并進行相應調整。

3.北斗定位終端

具有定位功能的北斗終端多應用于輪式拖拉機、玉米收獲機及噴桿噴霧機中，與輔助駕駛設備不同，這類北斗定位終端多在出廠時已預先安裝完成，無需后續自行購買安裝。此設備可提供米級精度的定位服務，在農業機械進行作業時，北斗定位終端可以實時記錄農業機械的位置、狀態及作業軌跡并上傳至作業物聯網管理平臺，可以通過機身上加施的二維碼掃碼識別或獲取農機的作業軌跡及作業面積，為農業機械的監督管理提供了便利。

二、應用優勢

一是降低人工勞動強度及技術要求。以往進行農機作業時，需要農機駕駛員根據機械行駛情況調整前進方向以保證能夠按照預定路線行駛，一方面，農機駕駛員需全程操作，勞動強度大；另一方面，對農機駕駛員的判斷力、反應速度及駕駛技術的要求都較高。依托北斗導航系統，農業機械可實現路線規劃、自動駕駛等自動化、智能化作業方式，在作業過程中農機駕駛員僅需控制農業機械的行駛速度，不再需要全程進行前進方向的調整，即使是新駕駛員也可以高質量完成作業，在提高作業效果的同時緩解了當前有經驗的農機手緊缺的難題。

二是提高作業精度，提升作業效率。農機手進行田間作業時的作業精度完全依靠個人經驗進行判斷，且隨著作業強度提高，作業精度不可避免會有所下降，易出現重復作業或遺漏的情況，而依托北斗導航系統，農業機械的作業精度可以達到 ±2.5cm ，相較于人工作業精度有了大幅提升，且不受作業時長影響，作業過程中可以始終確保播行端直，間距均勻，同時避免重復作業，減少因作業誤差而造成的土地浪費情況，提高土地利用效率[4]。

三是記錄作業軌跡，減少作業糾紛。加裝有北斗終端的農業機械可精準記錄作業軌跡，計算作業面積，為作業面積的確定提供了有力依據。以往農機手外出作業時，對于作業面積的判斷依靠農戶與農機手雙方協商確定，缺少更加具體確定的判斷標準，時有因對作業面積的認定無法達成一致而產生糾紛的情況，北斗導航系統的加人將改變這一現狀，有利于農機手與農戶構建更加和諧的關系。

四是減少受作業環境制約情況。加裝北斗終端的農業機械在作業時依靠北斗衛星導航系統進行定位，相較于農機駕駛員依靠肉眼進行路線分辨，具有北斗導航系統的農業機械在面對夜間等能見度較低的作業環境時，受到的影響較小，更具有優越性，基于此，能夠有效延長作業時間，提高效率[5]

三、幾點思考

目前龍口市北斗導航系統在農業機械領域中的應用仍處于起步階段，應用場景較為單一，普及程度不高，就如何引導其在龍口市更好地發展應用，有以下幾點思考：一是加大補貼力度，通過政策支持減輕購買設備的經濟負擔，引導用戶使用；二是加強宣傳推廣，通過示范引領的方式，提高農民對先進技術的認可度；三是強化技術培訓，注重技術人才的培養，提高操作人員的技術水平，以發揮最大效果；四是完善配套服務，通過良好的售后等配套服務，免除使用時的后顧之憂。

參考文獻：

[1]陳谷倉.北斗衛星導航系統建設與發展[J]衛星應用，2023，（6）：8-11.

[2]鄭巍，黃盛杰，陳智.北斗衛星導航系統在農業領域上的發展現狀分析[J].農業裝備技術，2020，46（4）：4-6.

[3]吳紫晗.北斗導航系統在農機化應用現狀淺析[J].農機科技推廣，2020，（7）：32-34.

[4]顧冰潔.北斗衛星導航技術在農業機械中的應用分析[J].現代化農業，2020，（8）：61-62.

[5]張圣光.北斗衛星導航系統在農業機械化中的應用與發展前景[J].現代農業科技，2014，（4）：184.

（作者單位：龍口市農業技術推廣中心）