摘要：随着近些年农业技术的发展，农机具也越来越现代化。GPS卫星导航定位系统安装在拖拉机农具上，可使拖拉机实现无人驾驶，既使机手负担减轻，还可使工作效率得到提升，工作时间缩短。本文分析了GPS系统组成及其工作原理，和GPS卫星导航定位系统在拖拉机上的应用，提出了GPS卫星定位系统在使用时存在的问题和建议，仅供参考。
关键词：GPS；拖拉机；应用
1.GPS系统的组成及其工作原理
GPS系统主要包括空间部分、地面控制系统、用户设备三部分。其中空间部分包括工作卫星（21颗）、备用卫星（3颗），在高于地表20200km的空中六个轨道上分布，随时都可以观测到超过4颗的卫星；
地面控制系统包括监测站、主控制站、地面天线，主要对卫星传递回来的信息进行收集，通过系统整理并对相关数据（卫星星历、大气校正、相对距离等）进行计算；用户设备指GPS信号接收机，包括天线和接收两部分单元，主要对跟踪的卫星信号进行捕捉，对接收天线到卫星的距离和伪距离的变化率进行测量，进而对卫星轨道的相关数据进行计算。
2.GPS卫星导航定位系统在拖拉机上的应用
2.1GPS卫星定位系统的使用方法
按照作业的需求，在GPS导航系统接收机上设置理想的拖拉机作业路径，可选择直线或曲线的导航系统模式，接收机通过对卫星信号的接受实现厘米级的导航定位。一般田间作业的模式是“直线AB”。
首先对田块的地形地势进行观察，保证选择的作业路线可对土地得到最大限度的利用。设置时在控制终端创建一个文件夹，保证机具作业直线行驶，即在第一行设置直线，然后在垄垄处某一个A点位置把设置按钮按下，把机械设备挂起迅速向对面地头B点位置按钮移动，最后根据作业幅宽和机械车轮掉头转弯时的半径对具体的行走路线进行设置。完成设置后便可以按照导航信息的设置进行作业。由于作业前已经按照需求对油门进行设置，因此无需驾驶员在作业过程中对车辆进行任何操作，不用和方向盘接触，避免影响到机械的作业路径。
拖拉机农具一般包括两种类型，即中置和偏置，类型不同对拖拉机导航系统的设置也不同。如在设置中置拖拉机农具时，因为拖拉机中心位置到两边有大小相同的距离，因此根据相关步骤设定对作业方向、深度及油门大小进行合理的控制即可；在设置偏置拖拉机农具时，需要提前对农机的宽度进行测量，根据相关步骤创建文件夹设置A、B两点，待拖拉机完成一个来回工作后，通过对拖拉机较大偏置方向重合数据的测量，再重新进行设置。如果拖拉机农具左边重合数据为20cm，应该控制其设定值为10cm，才可以保障作业的导航不出现重重的情况。
2.2 GPS卫星定位系统使用时的注意事项
（1）在对自动导航装置进行设置时，一般会选取“直线AB”模式，因此可按照田地的形状和地势对土地实现自最大程度的利用。同时在对“直线AB”模式作业进行选择时，在田块两边起始位置手动转弯模式的设置，可使作业因障碍物带来的不便排除，为更加安全的作业提供保障。
（2）在具体的作业中，可能会出现自动导航仪状态正常但自动导航键却无法正常使用的现象，所以要求驾驶员全面的检查导航设备，观察电源是否正常连接。如果电源指示灯是暗的，需要把电源开启；如果电源指示灯正常，但自动导航键工作仍然不正常，需要挂起农具再行驶，并且大幅度连续的转换方向，直到自动导航键工作状态恢复正常。
（3）作业之间应先检查田块，了解地形地势和木桩、电线杆等障碍物情况。在作业时如果遇到障碍物需要绕开行驶时，需要把自动导航设置解除，挂起农具，控制离合器或大幅度转变方向，然后把障碍物绕开，在显示屏的绿线处停放拖拉机，在距作业位置一定距离处倒车并把导航重新启动。
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（4）如果在使用GPS卫星导航系统的过程中突然发生丢失RTK信号、性能降低的警示时，应把工作停止重新把开关启动，等屏幕上RTK信号显示满格时再重新工作，否则会在作业时出现误差，出现重、漏等情况。
2.3 GPS卫星导航系统在拖拉机上的应用情况
对GPS卫星导航自动驾驶技术合理的运用，在农田作业时拖拉机无需驾驶员操作，只在遇到障碍物或转弯处需要把自动导航停止，通过人工对方向的调整把障碍物避开。GPS卫星导航系统在拖拉机上安装，可使农作物的种植、喷药、收割等机械化作业更加高效和精准，保障直线作业不重不漏。具体优点包括：
（1）使农田作业实现高精度。运用GPS卫星定位技术播种时，无论是方向盘式或液压式拖拉机都可以利用系统设置对作业路线进行控制，把直线作业中的拖拉机路程误差控制在约2cm/km，控制交接行的误差范围为2.5cm之内，相比较于人工驾驶作业，精确度更高，使农田作业人工驾驶直线播种、交接行偏差较大等的问题得到有效的解决。
（2）使工作效率得到提升。在种植玉米、棉花时有效的利用GPS导航技术，相比较于人工驾驶拖拉机播种，其作业效率要高很多，而且节约了时间。同时拖拉机在作业中利用GPS卫星导航技术，会具有较高的稳定性，还可以风沙、有雾等天气和夜间工作，使工作时间延长，促进拖拉机工作效率和利用率得到较大的提升。
（3）使高标准农田作业驾驶员数量较少的问题得到解决。拖拉机农田作业有较高的标准要求，应控制直线作业的偏差范围在几厘米之内，但当前可在农田进行高标准作业的驾驶员数量较少。运用卫星导航系统可实现自动驾驶，使农田作业高标准质量要求和驾驶员不足的矛盾得到有效的解决。
（4）向用户提供许多有效的信息。在农田作业中运用GPS卫星导航技术，可获得多方面的信息，如田块纬度、经度及机具的工作速度、进程等，同时对完成作业的和剩余的土地面积及所需的时间进行计算，为农户对收种时间的合理安排提供了便利。
3.GPS卫星定位系统在使用时存在的问题和建议
（1）价格成本较高是对农业生产中广泛应用GPS导航技术造成阻碍的重要因素。通常GPS卫星导航设备都是国外进口的，每套终端设备的价格都平均超过10万元，并且为了保证其性能良好还应该定期进行保养和维护。尽管政府也会提供相应的补贴，但是作为农民想要购进这种比较先进的设备，所承担的经济负担仍然较大。所以相关部门应该对具有自主知识产权的技术设备努力研制，使其成本和费用降低，政府也应该提供较多的经济支持，使农民有购买先进设备的能力，使农户的经济收入在其工作效率提高的基础上得以增加。
（2）GPS导航技术在拖拉机上的安装，从理论上讲可以实施各种农田作业，但因为受多种因素的制约，整地、耕地作业还相对困难。所以在对GPS导航技术引进时应该根据我国农田实际情况进行改善，保证其符合农田作业的更多需求，促进其作用得到更大程度的发挥。
（3）GPS卫星导航系统安装在拖拉机上，在接收信号能力方面还存在一定的问题。因为固定基站数量较少，卫星信号还没有做到广泛的覆盖，对GPS卫星导航技的运用造成影响。另外，地势也会对GPS卫星信号的质量造成较大的影响，如周围的大山会对信号的接收造成阻碍，所以建议政府可以为建立信号站设立专项基金，为农田作业可以接收信号提供良好的保障。
结语
综上所述，GPS卫星导航技术安装在拖拉机上，可使农业机械的作业效率得到有效的提升，使驾驶员工作强度和作业偏差降低和减少，为作业质量的提升奠定了坚实的基础。
参考文献：
[1]武宝传.马立萍.浅谈GPS自动导航在农用拖拉机上的推广与应用[J].农业机械，2012（17）：125-127.
[2]宋鑫.蒋卫红.GPS在拖拉机上的应用[J].江苏农机化，2017（05）：47-49.
论文作者:仵奇,王永强,刘迪,郝晓晗,郑化冰
论文发表刊物:《电力设备》2018年第36期
论文发表时间:2019/6/4
标签：作业论文; 拖拉机论文; 农田论文; 机上论文; 拖拉论文; 直线论文; 农具论文; 《电力设备》2018年第36期论文;