GNSS導航技術在精準農業中的應用探討

馬曉燕

摘要：衛星導航技術是實現精準農業發展的基本組成要素之一，是實現農作物土壤監測、農機定位、自動化作業的基礎。最近幾年，隨著精河縣先進農業技術不斷發展和應用，對GNSS導航技術定位精確度提出了更高的要求，依靠衛星導航技術實現分米乃至厘米級別的定位精度成為發展精準農業的基本保障。近些年，隨著中國北斗衛星導航系統的完善建設和發展，衛星導航技術更加精細化，為地區乃至整個國家實現精準農業提供了可能，滿足了發展精準農業高定位，低成本的需求。

關鍵詞： GNSS導航技術；精準農業；應用分析

精準農業是將導航、通信和自動化技控制技術運用于農業生產，利用現代化農業機械設備和監控體系開展田間農作物的管理，并結合不同地塊的實際情況和作物生長環境因地制宜的開展田間施肥、耕地、施藥等管理工作[1]。發展精準農業的本質目的是為了降低產業投入量，利用有限的土地資源和農業作業條件生產出最高產量的農作物，提高農作物產量和品質，保護農田生態環境，促進農業產業實現可持續發展。

精準農業體系包含了衛星導航系統、地理信息系統、遙感系統、管理系統和自動化控制系統等幾個部分。衛星導航系統是發展精準農業的基礎，在農業信息定位、農業機械化自動控制、農業病蟲害防治方面發揮著無比重要的作用。最近幾年，隨著中國北斗衛星導航系統建設進一步完善，GNSS導航技術必將成為僅就精準農業發展的核心，對農業可持續發展將會產生深遠影響。

一、精河縣精準農業發展現狀

精河縣精準農業的突破口就在于實現農業機械化、信息化與節水灌溉，以北斗衛星定位系統為基礎的農機自動駕駛系統在精河縣推廣使用，將會大大推進精河縣精準農業的發展步伐。當今精準農業是世界農業發展的潮流，我們積極研發具有中國自主知識產權的自動駕駛系統和傳統人工機械播種相比較，自動駕駛播種能夠更加高效的開展工作，種子浪費率較低，對實現農業增產增收，促進農業可持續發展有著極大的幫助。將先進的衛星導航技術應用到精河縣精準農業體系中，勢必會對地區中農業生產模式產生深遠變革。

最近幾年，在黨中央和政府部門強有力支撐下，中國自主研發的具有自主知識產權的北斗衛星導航系統在中國農業領域逐漸得到了應用，從過去單純的對農業進行信息定位，發展到現在將衛星導航技術和液壓控制技術、電子自動化控制技術和傳感器控制技術有效結合，實現了對地區農業的全面覆蓋監控，現代農業作業逐漸向著自動化方向轉變[2]。新疆精河縣精準農業發展過程中，始終堅持發展以精準選種、播種、施肥、灌溉、田間管理和收獲等幾大技術為主的精準農業生產體系，在國內始終處于發展的領先地位。

精河縣在發展精準農業過程中，積極將中國自主研發北斗衛星導航系統應用到精準農業生產體系總。從2014年開始，地區就開始了農機自動化駕駛示范推廣工作，并將該項技術和設備應用到農作物播種作業中。在推廣上述農業生產技術的同時，建立了農機設備遠程監控系統，并投入到精準農業生產體系中，整個監控體系依托北斗衛星導航系統為其提供定位服務，用精準化的技術打造新型現代農業新旗幟。

二、GNSS導航技術在精準農業中的具體應用

1、變量施肥播種機的應用

精準農業變量控制的出發點是將農業地塊細分成一個個小的田地，按照小模塊化田地收取相應的信息，然后結合不同地塊之間的差異性作出最終的決策。也就是結合當前地塊土壤養分含量情況、農作物生長需求等田間基本狀態信息，制定出田間的施肥量和播種時間，并有針對性的進行實施和作業。但是在不同的農田，農田信息分布空間存在經較大的差異性，導致了單位網絡作業面積的大小難以統一，存在較大的差異性，這就需要結合網格的大小采用不同精度的GNSS導航數據。

2、在聯合收獲機方面的應用

在聯合收割基本上安裝GNSS導航系統，機械設備在進行農作物收獲過程中，利用GNSS導航技術和產量傳感器，獲得不同農田地區、不同農田地塊的農作物產量分布情況，然后通過系統對數據進行整理和分析之后，生成農作物產量分布圖。接著將影響農作物產量的因素數據傳輸到計算機系統中，通過對數據進行對分析，按照需求性原則，分階段投入，并且綜合分析某一個農田和農作物中產量提高和減產情況，最后制定更加科學的中田間投入方式。同時，利用農作物產量分布圖，可以很好的控制聯合收割機的行駛速度、寬幅，從而提高機械利用效率，達到最佳的收獲效果。

3、在精準施藥方面的應用

精準施藥是利用GNSS導航監測技術，監測農作物病蟲草害的發生情況，從而保證及時用藥。通過利用GNSS導航技術連接高質量和高分辨率的視頻攝像系統，拍攝圖像并進行圖像分析，從而幫助相關部門獲取相關原始數據，監測大田農作物的生長情況，掌握田間病蟲草害的分布位置和分布情況，通過連續性的拍攝可以探索害蟲遷徙的路線，種群舒朗和危害程度，這是預測預報的新手段。

拍攝還能夠掌握病害和草害的分布情況和流行趨勢，針對最后分析結果，如果飛機藥物使用完畢，再次加滿進行施藥過程中，系統能夠精確定位上次施藥停止的點，確保不會重復施藥。總之，GNSS導航技術在精準農業生產方面有著很廣泛的應用前景，在未來需要我們加強研究和分析，提高系統的利用率。

參考文獻

[1] 贠 敏. 讓種田精準高效—衛星導航技術在精準農業中的應用[J]. 衛星應用，2015，06：19-23.

[2] 胡靜濤，高 雷，白曉平，等. 農業機械自動導航技術研究進展[J]. 農業工程學報，2015，10：1-10.