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GPS導航技術在農業機械設計中的應用論文

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現今我國農業取得了舉世矚目的發展成就,在農業發展中農業機械發揮着重要的作用。而農業機械性能的提高,需採用電子資訊技術、GPS導航技術等多種先進技術。對此,結合當前農業機械設計的現狀,探討GPS導航技術的應用,具體分析如下。

GPS導航技術在農業機械設計中的應用論文

1 GPS導航技術及其原理

全球定位系統(GPS)是一種先進的技術,技術的基本原理爲,按照高速運動的衛星瞬間定位作爲已知起算數據,用空間距離後方交會法,準確確定待測點的座標。 目前,GPS導航技術在地質勘探、石油勘探、煤炭勘探、交通導航及大地測量等領域均得到了良好的`應用,且其應用範圍在不斷拓展。在農業機械領域,GPS導航技術也得以應用,提升了農業機械的性能。

2 GPS導航技術在農業機械設計中的應用

2.1 在農機運輸與農機具中的應用 在農機運輸與農機具設計上,加用車載GPS,能程序化地跟隨已設路線開展耕作施肥與病蟲害防治工作,可節約生產費用。在西方國家,不少國家投入了新型聯合收割機,此種收割機應用了GPS導航技術與地理資訊系統。在聯合收割機上,利用GPS導航技術,可提供不同農田作業區的成熟度資訊。另外,利用GPS導航技術還可按照不同農作物分區,引導聯合收割機分類開展工作,提高作業效率,降低費用。

2.2 在蟲害雜草災害監測中的應用 在過去,對農作物病蟲害的調查,通常是各地派遣調查人員來開展,然後將調查數據逐級上報。但因爲病蟲害傳播快、危害面積大,所以這種傳統調查方式已經不適用。而近年來,在病蟲害雜草危害監測中,利用GPS導航技術,可精確定位災害發生地點,尤其是可將調查數據輸入計算機,並由計算機計算不同災情區投藥量,然後在GPS導航技術引導下精確投藥。在噴霧治理病蟲害時,可利用GPS設備準確治理重災地區,並減少化學藥劑造成的危害。

2.3 在播種施肥中的應用 提高農作物產量的方法較多,而播撒適量的化肥是一種有效的方法,但傳統方法一般無法將化肥播撒到準確位置。而在播種種子和化肥時,利用GPS導航技術,可提高播撒精確性,防止出現遺漏和重複投放問題,減少浪費。同時,在利用農機設備播種或施肥作業時,可合理佈置播撒路線,從而節約作業費用。而利用GPS導航技術能節省化肥與除草劑用量,防止用量過多而對農作物生長髮育造成影響。另外,由於夜間植物氣孔處於張開狀態,易吸收肥料與除草劑,尤其是在變量播撒化肥過程中,可利用GPS導航技術,準確控制不同地塊播種作業,準確確定不同播種量與施肥量。

2.4 在無人拖拉機上的應用 農業作業中使用的無人駕駛機,一般由操作站控制,可在GPS導航技術輔助下進行操作,實現連續準確操作,不僅能節約時間,而且還能節省人力物力的投入。比如,國外一家生產公司研發的無人駕駛拖拉機,可24 h不間斷連續作業,這種無人操作拖拉機就利用了GPS導航技術。在作業過程中,拖拉機上攝像機可將作業現場畫面回傳到監視器上,作業人員透過屏幕便可指揮操作。 此外,GPS導航技術的誤差小,大約在3 cm。所以,在耕地、噴灑農藥與收割莊稼時,可實現線路不重疊。同時,無人駕駛拖拉機的重量爲1.5 t,可節約燃料;同時,可透過自重碾壓土地,使農作物產量提高了10%。使用無人拖拉機可形成更深壓實土壤層,提高耕作效率。

2.5 在農業機械跨區域管理中的應用 利用GPS導航技術與監控中心,可實時監控所有裝配有GPS系統的農業機械作業地塊,地塊上農業機械的行駛路線、速度等數據均可反饋至控制中心。利用GPS導航技術,可實現對農業機械的遠程控制,比如對斷電、鎖定與斷油的控制等。在農業機械作業過程中,如果出現突發事件,則可及時報警,允許農業部門根據反饋的問題作出應對,爲農業作業服務。

3 目前農業機械中設計的問題

隨着科學技術的快速發展,農業機械在農業發展中所起的作用越來越大。但是,考慮到我國是名副其實的農業大國,一家一戶均用大型機械化經營缺乏現實性。在農業機械使用上,多數農民缺乏農業機械技術,在操作中還遇到不少問題,阻礙了農業的發展。同時,農業機械的地區差異較大,且至今還沒有完整的農機服務產業體系,嚴重了農業機械化的發展。針對這些問題,在農業機械發展中,應用以GPS、CIS爲代表的資訊技術,對於實現農業機械化具有重要的意義。

4 結語

農業機械在農業發展中起着重要作用,而在農業機械設計中,利用GPS導航技術可提升農業機械的性能,拓展其應用範圍,進而提高農業機械的作業效率,節省資源,節省人力物力。