基于arm与gps农机导航系统开题报告

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1、齐齐哈尔大学本科生毕业设计(论文)开题报告1.选题的依据、意义和理论或实际应用方面的价值全球定位系统是以美国国防为背景，由美国国防部设计、投资、开发、和运行的。GPS是以卫星定位和时间传输为基础，GPS定位功能在现代测量和现代建设中有较为广泛的应用，GPS-RTK技术也在现代化建设中有着广泛的应用，现在GPS也已经显示出对平民社区的一种重要的利益，且其应用范围越来越广泛。精准农业是现代农业与高新技术相结合的产物,是由信息技术、遥感技术及生物技术支持的现代农业生产技术体系.该系统主要由四部分构成:即北斗卫星导航基准站、卫星导航接收机、控制箱以及电磁驱动方向盘,利用卫星定位技术,智

2、能导航技术,自动驾驶技术,来实现动力机械的智能自动行驶.随着我县农业机械量的逐年增加,致使农机手数量急剧增加,从而产生农机手虽然可从事田间作业,但因作业质量不高,最终形成农机作业由量向质转变相对缓慢,而GPS自动导航精准作业技术具备的显著优势恰巧弥补了这一缺憾.依托农机标准化示范区建设,推进先进适用的农机化新技术GPS导航技术。2.本课题在国内外的研究现状(1)国外农机导航系统的研究美国的农业机械卫星导航技术研究开展最早。斯坦福大学的MichaelO’Connor等成功地为约翰迪尔7800拖拉机开发了一套GPS导航系统，在拖拉机驾驶室的上方安装了4个单通道的GPS传感器，接收器

3、以10Hz的频率进行姿态测量，航向响应小于1°，直线跟踪标准差小于2.5cm。伊利诺斯大学的Benson等混合使用GDS（Geomagneticdirectionsensor）和一个中等精度的GPS系统（20cm），引导拖拉机沿着直线行驶，其平均误差小于1cm。Zhang等则运用RTK-GPS接收器和光纤陀螺仪，探索了拖拉机自动导航系统中动态路径搜索算法，来满足农业作业的需求。日本的YoshisadaNagasaka等为久保田SPU-650型插秧机开发了自动导航系统。在该系统中，使用了RTK-GPS来提供插秧机的精确定位信息，并用光纤陀螺仪检测插秧机前进方向。为了避免由地面不平

4、引起的GPS天线坐标的变化而引起的GPS天线坐标的变化而引起测量误差，随时估算天线顶点的坐标。农业机械的卫星导航系统技术总体而言已经基本成熟，以美国为典型代表的世界各国正在开展各种形式的推广应用阶段。(2)国内农机导航系统的研究国内学者对农业机械的GPS导航的研究起步相对较晚，但今年发展非常迅速。张智刚等在久保田插秧机上开发了基于DGPS和电子罗盘的导航控制系统，当速度为0.75m/s，直线路径跟踪时平均误差0.04m，最大误差0.13m；速度为0.33m/s时，圆曲线路径跟踪时，平均误差0.04m，最大误差0.087m。罗锡文等在东方红X-804拖拉机上构建了基于RTK-DG

5、PS的导航控制系统，在拖拉机进行速度为0.8m/s时，直线跟踪最大误差小于0.15m，平均跟踪误差小于0.03m，伟立国等以XDNZ630型水稻插秧机为实验平台，采用RTKGPS定位技术，进行农业机械自动导航实验，采用PID控制方式，构建转向闭环控制系统，实现插秧机的自动对行导航及地头转向。为了进一步消除GPS的定位误差，周俊等建立了GPS静态和动态定位误差的AR模型，处理后的定位误差信号相关性明显下降，接近于白噪声。我国在配有卫星导航系统的拖拉机已经进入了一些大型农场的田间地头，可以改善作业质量，延长作业时间。这类导航系统的主要优点是结构比较简单，技术比较娴熟，随着卫星导航系

6、统产品的普及，其成本也不断下降。存在的问题是卫星信号有时受环境的影响较大。3.课题研究的内容及拟采取的方法GPS的定位测量方式有多种，常规的GPS测量方法，如静态、快速静态、动态测量都需要事后进行解算才能获得厘米级的精度。本课题主要任务是验证当前应用广泛的RTK测量技术技术：(1)各种控制测量采用常规的GPS测量方式，不能实时知道定位精度，如果测设完成后，回到内业处理，发现精度不合要求，还必须返测，而采用RTK来进行控制测量，能够实时知道定位精度，如果点位精度要求满足了，用户就可以停止观测了，而且知道观测质量如何，这样可以大大提高作业效率。不仅可以大大减少人力强度、节省费用，

7、而且大大提高工作效率，测一个控制点在几分钟甚至于几秒钟内就可完成。(2)地形测量采用RTK配合电子手薄可以测设各种地形图，如普通地测图、铁路线路带状地形图的测设，公路管线地形图的测设，配合测深仪可以用于测水库地形图，航海海洋测图等等。(3)放样把设计好的点位坐标输入到电子手薄中，背着GPS接收机，它会提醒你走到要放样点的位置，即迅速又方便，由于GPS是通过坐标来直接放样的，而且精度很高也很均匀，因而在外业放样中效率会大大提高。(4)将整个系统完成．设计相关的实验工作，验证系统的可行性，作出相