GPS导航应用实习报告讲解.docx
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GPS导航应用实习报告讲解
顶岗实习报告
姓名：
XX
班级：
XX
指导老师：
XX
1．
引言一.........................................................................................................................................3
使用二导航农机自动驾驶的必要性.................................................................................GPS5
、农田标准化作业...............................................................................................................51、劳动力成本的降低...........................................................................................................25
、劳动强度的降低...............................................................................................................53、作业时间的延长、效率的提高........................................................................................46
、自动驾驶系统优势.........................................................................................56System150
导航自动驾驶系统介绍三.......................................................................................7
System150
、导航自动驾驶系统工作原理.........................................................................System15071、技术参数.........................................................................................................8System1502、基站工作原理.................................................................................................................103、流动站工作原理......................................................................................................GPS104基站的安装与维护四...............................................................................................................11
、基站安装环境及条件.....................................................................................................111
、基站通讯模式.................................................................................................................112、网络基站的建设.............................................................................................................123、网络基站的测试.............................................................................................................164、昌吉州基站的布设.........................................................................................................175五系统在新疆的应用总结...................................................................................18
System150
、播种前打药工作.............................................................................................................181、播种.................................................................................................................................182、田间管理.........................................................................................................................193、收获.................................................................................................................................194
2．
一引言
我国是农业大国，随着科技的发展农作物随需要的耕种机械、种子、化肥、
农药等设施都已经齐全，农作物的产量有了很大的提高，但是目前农作物的产
量增长，基本达到一个瓶颈，如何能再提高一下农作物的产量，那就需要更高
技术的精耕细作，实现数字化农业。
数字化化农业是相对于传统农业而言的，其实质体现了当代科学技术在农
业上的综合应用，它是一个历史的、动态的概念。
在经历了原始农业、传统农
业、工业化农业（石油农业或机械化农业）后，农业正在进入以科技密集为主要
特点的数字化农业发展阶段，将现代信息技术和工程装备技术应用于农业生产
的精准，已成为国家面向21世纪的数字化化农业的重要生产形式。
传统农业劳动生产率较低，大量劳动力被束缚在农业上。
通过大量高能耗
工业产品（机械、化肥、农药、燃油、电力等）的投入来维持系统的产出。
机械
化农业的主要优势是大幅度地提高了农业生产率，但也遇到了许多问题：
如土
地压实、水土流失、地下水及地表水污染，农药的使用导致了严重的公共卫生
和环境方面的问题，品种基因单一化的危害、农产品品质的下降，水土资源及
能源制约等。
这种农业资源与环境的压力促使科学家和农民努力寻求一种在继
续维持并提高农业产量的同时，又能有效利用有限资源、保护农业生态环境的
新的可持续发展农业生产方式，并进行了多种探索，提出了多种解决途径，如
自然农业、有机农业、生态农业，等等。
90年代以来，随着全球定位系统（GPS）、
地理信息系统（GIS）、农业应用电子技术和作物栽培有关模拟模型以及生产管理
决策支持系统（DDS）技术研究的发展，精准农业已成为合理利用农业资源、提高
农业作物产量、降低生产成本、改善生态环境的一种重要的现代农业生产形式。
数字化农业是现代信息技术、工程技术等一系列高新技术最新成就的基础
上发展起来的一种重要的现代农业生产形式，其核心技术是地理信息系统、全
球定位系统、遥感技术、激光技术和计算机自动控制技术。
精准农业系统是一
3．
个综合性很强的复杂系统，是实现农业低耗、高效、优质、安全的重要途径。
随着现代化农业的发展，很多高新技术被广泛运用在农业机械上为了辅助
农机驾驶员更好完成农机作业，GPS自动驾驶应运而生,GPS自动驾驶仪这项技
术已经逐渐接近成熟被应用到大马力拖拉机机组作业。
如复式整地作业、起垄
播种作业、喷灌植保作业等。
与传统的驾驶员作业相比农业机械安装GPS定位
和自动导航系统之后，在GPS差分的定位下可以对机车田间直线行走作业实现
精确引导使机组作业不重不漏大幅提高农机作业质量机车作业效率和时间利用
率土地利用率很高幅度减轻驾驶员的劳动强度自动驾驶具有高精度良好的直线
度高生产率等优点实现车辆科学合理调配。
农业GPS导航和自动驾驶技术是目
前GPS技术在数字化农业中应用最为成熟的技术，使用农业GPS导航和自动驾
驶技术也是数字化农业建设的重要体现。
目前GPS导航农机自动驾驶技术在国外，如：
美国、澳大利亚、巴西等很
多国家已经普遍应用，在我国黑龙江已经的到广泛的应用，并且在江苏、山东
等很多省份开始应用。
4．
二使用导航农机自动驾驶的必要性GPS
、农田标准化作业1
在新疆耕地地块规模较大，农业机械化程度较高，但是传统的农机作业完
全依赖驾驶员的驾驶经验，在直线度和结合线的精度上很难得到保证，尤其在
地块较大的情况下，偏航的情况在所难免.返工，以及播种时的重漏，结合线偏
差过大直接造成生产成本的加大和地块利用效率的降低。
农业GPS导航自动驾
驶技术应用在田间作业的农业机械上,可以保证实施耕地、起垄、播种、喷药、
收获等农田作业时衔接行距的精度,减少农作物生产投入成本,并使农作物的种
植农艺特性优化,提高农艺作业质量，降低成本,增加经济效益。
同时减小作业
机械了对农田的碾压，保证土壤疏松。
、劳动力成本的降低2
本来新疆劳动力成本越来越高，而且每年都要花费更多的精力和时间来做
拖拉机操作人员的技术技能培训，这样就无形中加大了农业生产中的投入成本。
农业GPS导航自动驾驶技术利用GPS天线每0.5秒接收一组GPS定位数据，将
自行农机实际行动轨迹显示在电子地图上，使其在场区范围内自由行走。
还可
以前期在电子地图上设计行走路线，拖拉机则按设计的轨迹自动行走，可以从
耕地、起垄到收割整个过程提供2厘米的重复测量精度，为操作增加无可比拟
的精确度。
大大降低了对拖拉机手操作技能的要求。
、劳动强度的降低3
农业GPS导航自动驾驶技术在牵引机械上装上电动方向盘，控制系统根据
设计线路实现自动转向，在农田内操作手不用关注牵引机械的方向盘、行走方
向，更多的时间来关注农具的工作状态（如播种机内种子的量，打药机内农药
的量等），降低操作手作业疲劳度，提高田间作业质量。
5．
、作业时间的延长、效率的提高4
新疆地区农业受天气的影响较大，耕种期和收获期都很短，如果在耕种期
和收获期内不能够抓紧时间作业将会给农民带来致命的损失。
农业GPS导航自
动驾驶技术的使用可以实现牵引机械在一天24小时内始终如一的自动驾驶，使
作业时间不受白天黑夜的困扰，大大提高了机车的出勤率和时间利用率。
总之，农业GPS导航和自动驾驶技术在农业领域将发挥重要作用。
在我国
特别在新疆地区，利用大规模的机械化生产的地区，应当重视GPS技术在农田
作业和管理中的应用。
数字化农业是未来新疆农业发展的必然趋势，农业GPS导航自动驾驶技术
是数字化农业发展的前提。
昌吉州是新疆最大的农业示范地州，发挥农业科技
示范与辐射功能、现代农业科技的孵化功能和新型农业科技人才的培训功能，
加强农业技术的组装集成和科技成果转化，促进传统农业的改造与升级，为加
快昌吉州乃至新疆现代农业的发展起到积极的示范、带动作用。
农业GPS导航
农机自动驾驶这一数字化农业技术应当在昌吉州得到充分的体现。
、自动驾驶系统优势5System150
拓普康System150导航自动驾驶系统采用世界最先进、最成熟的电动
方向盘驱动技术来实现农机全自动导航自动驾驶。
针对传统的液压驱动技
术System150自动驾驶系统有以下优势：
1）、不限品牌、车型，适用于任何进口、国产拖拉机
不需要对液压系统做配套改造，只要您的拖拉机由方向盘操纵，便可
安装该系统。
无论品牌、任何型号都适用。
2）、装卸简单方便，不更改原车液压系统
安装该系统时不需要改变原车的液压系统，不对原车造成任何损害，
避免了因改装后而出现的液压故障以及保修问题
3）、一机多用，可在拖拉机间装卸调用
由于安装拆卸十分简单，一般只需要一个小时，而且不改变油路。
所
以一套系统用在多个拖拉机上成为可能。
这样就大大提高了设备的使用效
6．
率，可以为几个不同期作业的拖拉机配套一套系统，或者在某台拖拉机故
障或维修时更换到其他拖拉机上。
三导航自动驾驶系统介绍System150
、导航自动驾驶系统工作原理1System150
System150导航自动驾驶系统由：
基准站、AGI-3车载卫星定位组件、GX-
45控制器组件以及AES-25高精度电动方向盘组件组成等四部分构成。
自动驾驶导航系统将AGI-3卫星定位、GX-45控制器以及AES-25电动方向
盘有机的进行结合：
基准站和AGI-3车载卫星定位组件结合，实时、高精度的
定位出车辆当前位置、速度等信息并提供给GX-45控制器组件；GX-45控制器
组件反算出当前位置与规划路线的偏差并控制AES-25高精度电动方向盘组件，
进行合理的转向调整，最终实现自动控制。
各个组件各司其职，完成既定的工
作目标。
1.基准站组件即为GPS基准站。
GPS基准站能够接收定位卫星信号
（GPS、俄罗斯GLONASS等），通过计算，得到信号中包含的误差，并获取误差
改正参数；然后通过电台或者网络等通讯手段，将改正数播发出去，为AGI-3
卫星定位组件提高定位精度，如下图一。
2.AGI-3卫星定位组件即GPS流动站。
安装在拖拉机顶棚上，同样接收定
位卫星信号，定位出机械当前位置、速度等信息；并接收基准站播发的改正参
数，将定位精度提高至更高，如下图二。
3.GX-45控制器组件即为自动驾驶导航系统的控制中枢。
能够人工设定并
规划拖拉机行进路线，接收车载卫星定位组件提供的位置、速度信息并自动与
规划路线进行反算，然后计算出合理转向方式，并发出指令，控制AES-25高精
度电动方向盘组件，如下图三。
4．AES-25高精度电动方向盘组件即为最终控制车辆转向的部分。
通过接
收GX-45控制器组件给出的指令，控制电动方向盘转向，最终实现自动控制，
如下图四。
7．
图四图三图一图二
、技术参数System1502
主要优势
多种显示模式和多语言选择
1.电动方向盘采用最先进的磁驱动技术，无摩擦；利用花键与转向器连
接；大大提高了安装速度。
同时为驾驶员对于机械校准工作提供大大
的便利。
2.适用各种拖拉机车型，无须增加任何硬件设备。
如：
2台车可任意调
换，旧车换新车均可直接拆卸。
包括收获机和插秧机等均可采用此套
系统进行控制。
从而大大提高GPS的应用率，大大减少成本。
3.不改变车的液压系统，不对原车构成任何损坏，使驾驶员无后顾之忧。
4.先进的卫星接收机。
超大接受面积，三星系统提供可靠的信号源；保
证在恶劣环境下能够接受到足够的卫星，从而保证实时定位的精度。
内置罗盘惯导传感器，可精确车辆转向。
5.方向盘驱动，安装、拆卸方便，不限拖拉机品牌。
6.控制器软件完全汉化，且图形化显示，易学易用。
7.加快开沟、起垄、播种、施肥、插秧等作业的速度，自动化的控制大
大提高拖拉机的速度，起垄速度可达7~15km/h。
采用全球定位技术，能够24小时连续作业
最大可达到公分导航精度2
自动地图覆盖
简单的系统设置
英寸屏幕，具有白天和黑夜模式5
可选自动方向盘，实现自动驾驶
可选自动分区和变量控制
主要特点
精度可选：
标配WAASEGNOS
选配、、、网络CORSGSMRTKOmniStarVBS/HP/XP
可选自动分区控制（分区）和变量控制10
8．
电动方向盘可选AES-25
屏幕显示：
行数、速度、当前区域
简单的屏幕设置：
可视化包括偏移确认
显示、北方向前多区域显示：
屏幕向前、3D
亮度以适应工作环境可调整LED
功能和快速按键让操作简单，具有、RS232CANUSB
部件组成
接收机控制器AGI-3GX-35
电缆及安装组件包
电动方向盘电缆及安装支架等AES-25
技术指标
伏电压9-32
9．
工作温~+6-2
接US
CANBU
RS232/48
连接连接DTM06-12S12
接USB
显示真23432
毫（仅控制器电流支500
安输（供外接设备转换电源输出5
、基站工作原理3
在GPS导航自动驾驶系统中，GPS基站的架设是GPS导航自动驾驶系统实
现高精度导航自动驾驶的重要前提，也是不可缺失的部分。
基站固定不动并实
时对天空中的卫星进行观测，以确定接收机天线间的相互位置关系。
在相对定
位时，通过对测量求差，可以消除卫星钟差、接收机钟差，削弱电离层和对流
层折射的影响，提高精度。
在导航自动驾驶的过程中，基站固定架设在同一个位置进行持续不间断的观
测，并不断发送差分数据，车顶的GPS接收机可以实时接收基站发射的信号，
并和其构成一条基线，这样GPS接收机就可以进行实时观测，且精度能达到厘
米级，测量速度快，精度高。
、流动站工作原理GPS4
GPS导航自动驾驶导航系统是有基准站、车载卫星定位组件、决策支持组件、
自动控制组件组成。
GPS基准站能够接受定位卫星信号，车载卫星定位组件也
称之为GPS流动站，安装在拖拉机顶棚上，用于接收信号定位出机械位置速度；
决策支持组件就是自动驾驶导航系统的控制中枢，用于人工设定规划行进路线、
通过卫星组建进行反算出合理转向方式，最终通过自动控制组件给出指令，控
制车辆转向最终实现自动控制。
10．
流动站的N71电台接收基站站的信号，同时也接收相同的卫星信号，用配备
的控制器进行实时解算。
流动站数据链电台功率为2w，其电源和卫星接收机共
用，不需要另配电池
11．
四基站的安装与维护
、基站安装环境及条件1
基准站的建设考虑到时间，效率和成本的原因，一般选择在办公地点楼顶
架站，采用24小时连续运行的方式为外业提供连续可靠的差分信号保证。
基准站因为是需要连续运行，对周围环境的要求也有很多要求，需要至少
天线15度的高度截止角范围内无连续成片的遮挡物，周围200米范围内无较大
的无线电发射装置，高压输电设备，水域等。
基站最好建设在有人员长期驻扎的地方，一旦出现问题可以及时有效解决。
、基站通讯模式2
基站通讯模式，这里指是基准站发送数据发送给拖拉机车顶GPS的方式，
通常情况下其通讯模式有两种：
（1）电台模式，通过外置电台，将数据以无线电波的方式传送给拖拉机
车顶GPS接收机。
（2）网络模式，通过网络将数据上传到服务器，拖拉机车顶GPS接收机
通过GPRS网络到服务器下载基站所传输的卫星差分数据。
模式电台模式网络模式
通讯距离一般情况下，是以基站为圆手机网络信号覆盖地区半径大概
心，10km为半径的圆，但30公里左右，根据手机网络信号
在林带遮挡严重区域可能会强度不同而不同
出现很短的距离内也收不到
信号的现象
12．
无线网卡办理通讯3运营成一次性购入硬件，后期可需要购
网业务会产生维修服务费用外无
流量计费，没有流量产生时可以他费
远在线但不收费，目前各地通信
流量包月、包年GPR司都推
工作距离较远，可以减少基1优性能稳定，维护方
数量，节省成
网络模式传输数据速度更2
无线网卡费用购3
受当地手机网络信号影响非常严电台作用距离较近缺
林带密集的地方受干扰严
、网络基站的建设3
针对昌吉州情况，关于农机导航自动驾驶方面推荐基站工作模式为网络模
无线网卡的网络模3G式，若固定基站点不能够提
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