精準農(nóng)業(yè)中的衛(wèi)星導(dǎo)航定位技術(shù)主要包括農(nóng)業(yè)機械控制、精準病蟲防治和灌溉、農(nóng)田資源的普查和規(guī)劃等。
一、農(nóng)業(yè)機械控制
衛(wèi)星導(dǎo)航定位技術(shù)在農(nóng)業(yè)機械控制中的應(yīng)用主要包括變量施肥播種機、聯(lián)合收割機、無人駕駛拖拉機等。
（1）變量施肥播種機
精細農(nóng)業(yè)變量控制的出發(fā)點是把大田塊細化為小田塊，按小田塊收集田間狀態(tài)信息，根據(jù)其差異性做出作業(yè)決策，即依據(jù)當(dāng)前土壤養(yǎng)分狀況和作物生長狀況等田間狀態(tài)信息編制出田間施肥或播種變量作業(yè)處方信息。作業(yè)處方信息包括田間不同區(qū)域應(yīng)有的施肥量或播種量、定位信息、步進電機步進值等農(nóng)事變量作業(yè)信息，并有針對性地加以實施。但不同的農(nóng)田，農(nóng)田信息分布空間差異較大，導(dǎo)致單位網(wǎng)格作業(yè)面積的大小定義差距較大，這樣就必須根據(jù)網(wǎng)格大小采用不同精度的GNSS或DGPS數(shù)據(jù)。
（2）聯(lián)合收割機
在聯(lián)合收割機上安裝全球定位系統(tǒng)接收機和地理信息系統(tǒng)，在農(nóng)作物收貨的時候，利用GNSS技術(shù)和產(chǎn)量傳感器，由此獲得農(nóng)田作業(yè)區(qū)內(nèi)不同區(qū)域、不同地塊的農(nóng)作物產(chǎn)量分布，把這些數(shù)據(jù)經(jīng)過處理后可以制作產(chǎn)量分布圖。之后，再將影響農(nóng)作物生產(chǎn)的種種因素數(shù)據(jù)輸進計算機，從而通過產(chǎn)量數(shù)據(jù)對比的方式，確定農(nóng)作物產(chǎn)量分布不均勻的原因，并且制定相應(yīng)有效的措施。由此，設(shè)計出農(nóng)業(yè)機械的智能控制軟件。在農(nóng)田作業(yè)過程中，根據(jù)按需投入的原則，推進分布式投入，并綜合分析某個農(nóng)田、具體田塊的總產(chǎn)量有沒有提高或者減產(chǎn)，然后制定新的針對性更強的田間投入方式。相應(yīng)的利用農(nóng)作物的產(chǎn)量分布圖，可以控制聯(lián)合收割機的行駛速度、割幅，從而控制收割速度、脫粒喂入量，達到最佳的收割效果和最大的收割效率。
（3）無人駕駛拖拉機
無人駕駛拖拉機是由固定操作站控制的無人駕駛農(nóng)業(yè)機械，在衛(wèi)星全球定位系統(tǒng)或在田間附近地面系統(tǒng)的導(dǎo)航下工作，具有很多優(yōu)越性：可實現(xiàn) 24小時內(nèi)連續(xù)精確作業(yè)；沒有駕駛員，就沒有必要安裝駕駛室和操縱機構(gòu)；可增加空間來安裝農(nóng)具，并減少機器重量，可提高機組工作效率。
二、精準病蟲防治和灌溉
衛(wèi)星導(dǎo)航定位技術(shù)在精準病蟲防治和灌溉中的應(yīng)用主要包括精準噴藥、精準灌溉系統(tǒng)等。
（1）精準噴藥
精準噴藥是運用GNSS監(jiān)測病蟲草害，是預(yù)測預(yù)報的新手段，通過GNSS系統(tǒng)連接高質(zhì)量視頻攝像系統(tǒng)拍攝分析圖像，可以收集原始數(shù)據(jù)，監(jiān)測大田作物，得出田間病蟲草害分布大小位置，并可以通過逐次拍攝確認害蟲的遷飛路線、種群數(shù)量和為害程度，以及病蟲草害發(fā)展方向及流行趨勢。如要對大面積農(nóng)田集中進行噴藥，則可選擇裝有差分GNSS(DGPS)的飛機。DGPS航空導(dǎo)航系統(tǒng)可以引導(dǎo)飛行員從機場直接前往作業(yè)區(qū)，在已設(shè)計的航線和高度飛行噴灑藥物，若飛行員加滿藥物再次返回作業(yè)區(qū)時，系統(tǒng)還能讓飛機到達上次藥物噴灑停止時的準確地點，以確保既無重復(fù)噴灑又無遺漏區(qū)域。
（2）精準灌溉
精確灌溉既能滿足作物生長過程中對灌水時間、灌水量、灌水位置、灌水成分的精確要求，又能按照田間的每個操作單元的具體條件，精細準確地調(diào)整農(nóng)業(yè)用水管理措施，最大限度地提高水的利用效率。在田間運用GNSS土地參數(shù)采樣器采集植物生長的環(huán)境參數(shù)，如土壤濕度、地溫等，通過GNSS中心控制基站，利用專家系統(tǒng)進行植物分析，可以調(diào)控植物生長環(huán)境，精確調(diào)控節(jié)水灌溉系統(tǒng)。
三、農(nóng)田資源的普查和規(guī)劃
在精準農(nóng)業(yè)中，綜合應(yīng)用衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)、GIS和遙感技術(shù)，實現(xiàn)農(nóng)田信息的數(shù)字化、可視化管理應(yīng)用。技術(shù)人員利用GNSS手持機可以獲得農(nóng)田的地理位置信息。運用衛(wèi)星定位測量技術(shù)，能夠快速、高效、準確地量算出作業(yè)面積等參數(shù)。衛(wèi)星導(dǎo)航接收機獲得的農(nóng)田定位信息通過GIS轉(zhuǎn)化成相應(yīng)的圖形，同田間的各種信息結(jié)合，形成反映該信息的專題圖和處方圖，如肥力分布圖、病蟲害分布圖等，用于農(nóng)作物科學(xué)施肥、病蟲害防治和估產(chǎn)等。
增加了衛(wèi)星導(dǎo)航定位功能的土壤水分溫度檢測儀在測試土壤含水率的同時，可以測定測點的精確定位信息（經(jīng)度、緯度），可隨時顯示采樣點的位置信息，并可將位置和水分、組數(shù)等信息存儲到主機內(nèi)，也可通過計算機導(dǎo)出。因而，能夠反映土壤水分的空間差異。不僅有利于實施節(jié)水灌溉，同時精確的供水也有利于提高作物的產(chǎn)量和品質(zhì)。實現(xiàn)了含水率和三維位置信息的自動采樣處理。通過衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)掌握土壤的水分（墑情）的分布狀況，為差異化的節(jié)水灌溉提供科學(xué)的依據(jù)，同時精確的供水也有利于提高作物的產(chǎn)量和品質(zhì)。
一、農(nóng)業(yè)機械控制
衛(wèi)星導(dǎo)航定位技術(shù)在農(nóng)業(yè)機械控制中的應(yīng)用主要包括變量施肥播種機、聯(lián)合收割機、無人駕駛拖拉機等。
（1）變量施肥播種機
精細農(nóng)業(yè)變量控制的出發(fā)點是把大田塊細化為小田塊，按小田塊收集田間狀態(tài)信息，根據(jù)其差異性做出作業(yè)決策，即依據(jù)當(dāng)前土壤養(yǎng)分狀況和作物生長狀況等田間狀態(tài)信息編制出田間施肥或播種變量作業(yè)處方信息。作業(yè)處方信息包括田間不同區(qū)域應(yīng)有的施肥量或播種量、定位信息、步進電機步進值等農(nóng)事變量作業(yè)信息，并有針對性地加以實施。但不同的農(nóng)田，農(nóng)田信息分布空間差異較大，導(dǎo)致單位網(wǎng)格作業(yè)面積的大小定義差距較大，這樣就必須根據(jù)網(wǎng)格大小采用不同精度的GNSS或DGPS數(shù)據(jù)。
（2）聯(lián)合收割機
在聯(lián)合收割機上安裝全球定位系統(tǒng)接收機和地理信息系統(tǒng)，在農(nóng)作物收貨的時候，利用GNSS技術(shù)和產(chǎn)量傳感器，由此獲得農(nóng)田作業(yè)區(qū)內(nèi)不同區(qū)域、不同地塊的農(nóng)作物產(chǎn)量分布，把這些數(shù)據(jù)經(jīng)過處理后可以制作產(chǎn)量分布圖。之后，再將影響農(nóng)作物生產(chǎn)的種種因素數(shù)據(jù)輸進計算機，從而通過產(chǎn)量數(shù)據(jù)對比的方式，確定農(nóng)作物產(chǎn)量分布不均勻的原因，并且制定相應(yīng)有效的措施。由此，設(shè)計出農(nóng)業(yè)機械的智能控制軟件。在農(nóng)田作業(yè)過程中，根據(jù)按需投入的原則，推進分布式投入，并綜合分析某個農(nóng)田、具體田塊的總產(chǎn)量有沒有提高或者減產(chǎn)，然后制定新的針對性更強的田間投入方式。相應(yīng)的利用農(nóng)作物的產(chǎn)量分布圖，可以控制聯(lián)合收割機的行駛速度、割幅，從而控制收割速度、脫粒喂入量，達到最佳的收割效果和最大的收割效率。
（3）無人駕駛拖拉機
無人駕駛拖拉機是由固定操作站控制的無人駕駛農(nóng)業(yè)機械，在衛(wèi)星全球定位系統(tǒng)或在田間附近地面系統(tǒng)的導(dǎo)航下工作，具有很多優(yōu)越性：可實現(xiàn) 24小時內(nèi)連續(xù)精確作業(yè)；沒有駕駛員，就沒有必要安裝駕駛室和操縱機構(gòu)；可增加空間來安裝農(nóng)具，并減少機器重量，可提高機組工作效率。
二、精準病蟲防治和灌溉
衛(wèi)星導(dǎo)航定位技術(shù)在精準病蟲防治和灌溉中的應(yīng)用主要包括精準噴藥、精準灌溉系統(tǒng)等。
（1）精準噴藥
精準噴藥是運用GNSS監(jiān)測病蟲草害，是預(yù)測預(yù)報的新手段，通過GNSS系統(tǒng)連接高質(zhì)量視頻攝像系統(tǒng)拍攝分析圖像，可以收集原始數(shù)據(jù)，監(jiān)測大田作物，得出田間病蟲草害分布大小位置，并可以通過逐次拍攝確認害蟲的遷飛路線、種群數(shù)量和為害程度，以及病蟲草害發(fā)展方向及流行趨勢。如要對大面積農(nóng)田集中進行噴藥，則可選擇裝有差分GNSS(DGPS)的飛機。DGPS航空導(dǎo)航系統(tǒng)可以引導(dǎo)飛行員從機場直接前往作業(yè)區(qū)，在已設(shè)計的航線和高度飛行噴灑藥物，若飛行員加滿藥物再次返回作業(yè)區(qū)時，系統(tǒng)還能讓飛機到達上次藥物噴灑停止時的準確地點，以確保既無重復(fù)噴灑又無遺漏區(qū)域。
（2）精準灌溉
精確灌溉既能滿足作物生長過程中對灌水時間、灌水量、灌水位置、灌水成分的精確要求，又能按照田間的每個操作單元的具體條件，精細準確地調(diào)整農(nóng)業(yè)用水管理措施，最大限度地提高水的利用效率。在田間運用GNSS土地參數(shù)采樣器采集植物生長的環(huán)境參數(shù)，如土壤濕度、地溫等，通過GNSS中心控制基站，利用專家系統(tǒng)進行植物分析，可以調(diào)控植物生長環(huán)境，精確調(diào)控節(jié)水灌溉系統(tǒng)。
三、農(nóng)田資源的普查和規(guī)劃
在精準農(nóng)業(yè)中，綜合應(yīng)用衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)、GIS和遙感技術(shù)，實現(xiàn)農(nóng)田信息的數(shù)字化、可視化管理應(yīng)用。技術(shù)人員利用GNSS手持機可以獲得農(nóng)田的地理位置信息。運用衛(wèi)星定位測量技術(shù)，能夠快速、高效、準確地量算出作業(yè)面積等參數(shù)。衛(wèi)星導(dǎo)航接收機獲得的農(nóng)田定位信息通過GIS轉(zhuǎn)化成相應(yīng)的圖形，同田間的各種信息結(jié)合，形成反映該信息的專題圖和處方圖，如肥力分布圖、病蟲害分布圖等，用于農(nóng)作物科學(xué)施肥、病蟲害防治和估產(chǎn)等。
增加了衛(wèi)星導(dǎo)航定位功能的土壤水分溫度檢測儀在測試土壤含水率的同時，可以測定測點的精確定位信息（經(jīng)度、緯度），可隨時顯示采樣點的位置信息，并可將位置和水分、組數(shù)等信息存儲到主機內(nèi)，也可通過計算機導(dǎo)出。因而，能夠反映土壤水分的空間差異。不僅有利于實施節(jié)水灌溉，同時精確的供水也有利于提高作物的產(chǎn)量和品質(zhì)。實現(xiàn)了含水率和三維位置信息的自動采樣處理。通過衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)掌握土壤的水分（墑情）的分布狀況，為差異化的節(jié)水灌溉提供科學(xué)的依據(jù)，同時精確的供水也有利于提高作物的產(chǎn)量和品質(zhì)。
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