拖拉机自动导航技术

江阿古丽·玛特安

拖拉机自动导航技术是精细农业技术中的一种，使用该技术可以保证准确的操作行距，工作方向和距离，提高作业精度。此外还可以减少重复劳动，加快作业进度，减轻驾驶员的工作负荷。目前发达国家对拖拉机自动导航技术的研究已经取得产品化的成果，我国近几年开始加强对该技术的研究。

自动驾驶车载系统是集卫星接收、定位、控制于一体的综合性系统，主要由卫星天线、北斗高精度定位终端、行车控制器、液压阀、角度传感器等部分组成（如右图所示）。

其中车载系统安装在车内，将GNSS天线固定在车顶，通常将电台或者3G/GPRS固定在车外，接收来自参考站的差分信号，达到RTK解状态，并将定位信息传送给ECU，ECU通过RS232接收来自流动站的定位信息，结合角度传感器、陀螺仪感知行驶过程中的摆动与方向，经过数据处理，将控制信号传输给液压，并通过WIFI或者有线网络在平板电脑上显示相关图形化信息，液压控制器接收到控制信号，控制阀门开关，达到控制方向的目的，作业拖拉机根据位置传感器（GNSS卫星导航系统等）设计好的行走路线，通过控制拖拉机的转向机构（转向阀或者方向盘），进行农业耕作，可用于翻地、靶地、旋耕、起垄、播种、喷药、收割等作业，达到作业精准的目的。

一、自动导航驾驶系统安装要求

1、不限品牌、车型，适用于任何进口及国产拖拉机，车况较好，便可安装该系统。

2、装卸简单方便，在不更改原拖拉机液压系统的情况下安装该系统，不会对原拖拉机造成任何损害，避免了因改装后而出现的液压故障以及车辆保修问题。

3、一套设备可多台拖拉机使用，由于该系统安装拆卸十分简单，一般只需要3个小时，而且不必改变原拖拉机的油路，因此可在不同拖拉机间进行装卸和调用，大大提高了设备的使用效率，可以为几个不同作业期或者在某台拖拉机故障或维修时更换使用一套系统。

二、自动驾驶系统作业注意事项

1、拖拉机作业地块与基站距离最好在20千米以内。

2、要确定作业农具是正牵引还是偏牵引，如果是偏牵引则要对农机具进行偏移设置。

3、当拖拉机工作区域有林带时，若卫星信号不好，可在设定好AB线后，由农田中央向边缘作业。

4、当信号出现问题，误差较大时，按左上角的状态键来查看，确认是卫星信号不好，还是RTK基站信号不好。若卫星数量在6颗以上，HDOP值在1.5以下，则卫星信号质量良好;若CMR输入在40%以下，CMR时间在35以下，则RTK基站的信号质量良好;当卫星信号不好时，查看天线是否被遮挡，附近是否有高压电线等会产生强磁场的设施设备;当RTK基站信号不好，通信模块登录不正常时，请先确认RTK基站是否正常运行，再确认CDMA或GPRS的SIM是否能正常通信。

三、存在的问题及建议

卫星导航自动驾驶系统装置主要由两种形式控制农机方向盘：液压式和电动方向盘式，这种高新技术刚开始用用于我国农机行业，存在以下问题：

1、卫星导航系统设备拖拉机非原装标配产品，改装换装复杂。我国上产的农机没有考虑到安装卫星导航自动驾驶系统的核实位置。安装后会挤占农机驾驶室的空间。所以我国农机生产型企业应当在农机上留有安装卫星导航自动驾驶系统装置的合理位置，需要此项功能的消费者可自行选配安装卫星导航自动驾驶系统。

2、由于我国农机产品型号多，方向盘，液压系统结构方面配件型号不统一。因此，我国生产卫星定位定位导航系统的企业应与农业机械企业相互配合，统一农机配件，使消费者在安装时省去不必要的麻烦。

3、卫星定位导航系统的核心技术依靠进口，成本较高。国家与地方财政没有一定的资金扶持，农户可能无法接受这种高昂的价格，从而给大规模推广新技术带来一定阻碍。所以建议卫星导航定位系统制造企业在保证产品质量的前提下，应该降低成本，为农机户广泛应用新技术创造条件。

4、目前从全国各地州的使用情况来看，卫星导航技术主要用于播种作业，属于较低层次的應用。还没有达到单位面积精准施肥、施药作业、播种、灌溉、自动进行作业记录等方面的应用，有些功能未被应用，如对手机进行统一管理、自动同步记录地块信息，方便数据管理及后续作业时随时调用。所以根据土地和作物实际情况，精准控制播种、施肥、施药量，可最大限度的优化使用种子、化肥、农药、水等各项农业投入，以获取最高产量和最大经济效益，同时减少化学物质使用，保护农业生态环境和土地等自然资源。加强拖拉机卫星导航自动驾驶技术各项功能的充分利用，让卫星导航自动驾驶系统每个作业环节都起做用是经后的方向。

（作者单位：836500新疆阿勒泰地区农牧业机械化技术推广总站）