【5A版】精准农业中的农机自动导航控制技术.pptx

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1、精准农业中的农机自动导航控制技术报告提纲•精准农业•农机导航技术研究现状•未来农机导航技术发展趋势•结束语农业鼻祖斲木为耜，揉木为耒，耒耨之用，以教万人。始教耕。故号神农氏。——《史记·三皇本纪》原始农业传统农业传统农业锄禾日当午，汗滴禾下土，谁知盘中餐，粒粒皆辛苦。现代农业现代农业精准农业农机自动导航精量播种施肥变量喷洒农药收获自动测产精准农业•世界现代农业的主要发展趋势–美国70%、英国15%、德国10%•精准农业技术研究和应用效果显著–节约灌溉水：50%–节约化肥：30%–节约农药：30%–降低生产成本：20%精准播种施肥精准喷药精准农业•精准农业–

2、精确的数量–准确的时间、地点、方式精准农业技术体系精准作业准确的时间、地点、方式、数量精确地实施播种、施肥、喷药、收割等田间作业处方图决策生成分决析影响作物生长的环境因素的时空差异定如何对作物栽培管理实施按需投入析处理田间采集到的数据定土壤水分、肥力、作物长势、病虫草害数据分析分确数据采集卫星遥感、航空遥感、近地遥感田间数据采集、车载产量检测农机自动导航控制技术报告提纲•精准农业•农机导航技术研究现状•未来农机导航技术发展趋势•结束语•我在•我要•我怎哪？•位置测量•传去哪里？•路径规划•农么去？•路径跟踪•转感器机模型向控制农机自动导航农机自动导航导航传

3、感器位置、航向车轮转角农机运动模型运动学模型动力学模型导航规划直线跟踪曲线跟踪转向角转向控制PID控制智能控制农机状态运动状态农机状态运动状态农机状态早期导航传感器•1920s–Steeringattachmentfortractors（USPatent）•1930s–利用绕在一个大圆筒上的钢琴弦导航•1970s–低频、低电流线圈导航•1980s–机器视觉导航主要导航传感器•机械触手•机器视觉•激光主要导航传感器•卫星导航位置测量(x1,y1,z1)(x2,y2,z2)(x3,y3,z3)(x4,y4,z4)(x,y,z)d1d2d3d4x1xy

4、1yz1z222cvt1vt0d1x2xy2yz2zcvt2vt0d2222x3xy3yzzcvt3vt0d3x4xy4yzzcv4v0d42224tt2223•单点动态定位位置测量•伪距差分（DGPS）动态定位位置测量•载波相位差分（RTK）动态定位全球导航卫星系统（GNSS）GlobalNavigationSatelliteSystem空间星座•24-35颗卫星•分布在3-6个轨道平面•平均轨道高度19100-23616km•转道倾角5

5、5-65度•周期11-14小时地面控制系统•主控站–管理、协调地面监控系统各部分的工作；–收集各监测站的数据，编制导航电文，送往注入站；–监控卫星状态，向卫星发送控制指令；–卫星维护与异常情况处理。•监测站–接收卫星数据，采集气象信息；–将所收集到的数据传送给主控站。•注入站–将导航电文注入GPS卫星用户设备全球导航卫星系统（GNSS）GPS（GlobalPositioningSystem）•空间星座–21颗工作卫星–3颗备用卫星–6个轨道面–轨道倾角55度–平均轨道高度20200km–周期11小时58分钟GPS（GlobalPositioningSyst

6、em）•地面控制系统–主控站：1个–监测站：5个–注入站：3个GPS卫星注入站监测站主控站GPS•工作频率–L1：1574.42MHz±10MHz–L2：1227.60MHz±10MHz–L5：1176.45MHz±10MHz•测量精度–定位：5-10m（C/A码）、1-2m（P码）–授时：20ns–测速：0.1m/sGLONASS（GLOBALNAVIGATIONSATELLITESYSTEM）•空间星座–21颗工作卫星–3颗备用卫星–3个轨道面–轨道倾角64.8度–平均轨道高度19100km–周期11小时15分钟•地面控制系统–系统控制中心（SCC）–

7、中央同步器（SC）–指令和跟踪站（CTS）–相位控制系统（PCS）–光量子跟踪站（QOTS）–导航字组控制设备（NFCE）GLONASSGLONASS•工作频率–L1：1.602～1.616MHz–L2：1.246～1.256MHz（军用）•测量精度–定位：10-15m–授时：20-30ns–测速：0.01m/sGalileo•空间星座–27颗工作卫星–3颗备用卫星–3个轨道面–轨道倾角56度–平均轨道高度23616km–周期14小时22分钟•地面控制系统–控制中心（GCC，2个）•法国•意大利–上行站（GUS，14个）•遥测跟踪控制（TCC，5个）•任务

8、上行链路（ULS，9个）–传感器站（GSS，30个）Galileo