农机作业EZ-Guide 250 光靶导航系统应用修改

农机作业EZ-Guide 250光靶导航系统应用

于占宝 王熙

（黑龙江八一农垦大学工程学院，大庆，163319）

摘 要：通过对我国现代农业的分析，提出了对EZ-Guide 250光靶导航系统的使用需求，介绍了该光靶导航系统的组成以及工作原理，并对光靶导航系统操作的介绍，重点阐述了该系统的几种导航模式，即AB线导航、A+线导航、地头导航、曲线导航、轴心导航和自由导航，同时分析了其在现代农业中的应用。

关键词：现代农业，光靶导航系统，导航模式

0 引言

我国是农业大国，农业是国民经济的基础，在国民经济中占有很重要的地位，但人均耕地少，农业机械使用效率低，使我国农业面临严峻的挑战，因此人们迫切需求最大限度地提高农业机械工作效能[1]，而EZ-Guide 250光靶导航系统的使用不仅可以保证精确的作业行距和作业方向，并且可以在降低人工技术需求的同时，提高作业精度和工作效率。此外，还可减少重复作业，加快作业进度，节约时间，从而降低了劳动成本，减轻了驾驶人员的工作负荷。所以，开展针对农机作业EZ-Guide 250光靶导航系统的应用研究是非常有必要的，对我国现代农业的发展也是十分有意义。

部分组成：1功能按钮、2离线导航指示灯、3操作按钮、4作业覆盖记录与重叠组成。如图1所示。

图1光靶界面布局组成

2 光靶导航系统工作原理

2.1 GPS导航系统的原理

GPS导航系统的基本原理是测量出已知位置的卫星到用户接收机之间的距离，然后综合多颗卫星的数据就可获得接收机的具体位置。要达到这一目的，卫星的位置可以根据星载时钟所记录的时间在卫星星历中查出。而用户到卫星的距离则通过纪录卫星信号传播到用户所经历的时间，再将其乘以光速得到，由于电离层的干扰，这一距离并不是用户与卫星之间的真实距离，而是伪距（PR）：当GPS卫星正常工作时，会不断地用1和0二进制码元组成的伪随机码（简称伪码）发射导航电文。GPS导航系统使用的伪码一共有两种，分别是民用的C/A码和军用的P(Y)码。C/A码频率1.023MHz,重复周期一毫秒，码间距1微秒，相当于300m；P码频率10.23MHz，重复周期266.4天，码间距0.1微秒，相当于30m。而Y码是在P码的基础上形成的，保密性能更佳。

GPS导航电文包括卫星星历、工作状况、时钟改正、电离层时延修正、大气折射修正等信息。它是从卫星信号中解调制出来，以50b/s调制在载频上发射的。GPS导航电文每个主帧中包含5个子帧，每帧长6s。前三帧各10个字码；每三十秒重复一

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1 光靶导航系统组成

EZ-Guide 250光靶导航系统是由美国Trimble（天宝）公司在2008年推出一款有4.3英寸彩色屏幕和15个LED导航指示灯的导航光靶。该导航光靶主要由以下几部分组成：

1 电源线：电源线是连接电源与光靶导航显示器。 2 磁性天线：接收GPS卫星信号。

3光靶显示器：光靶导航系统的核心部分。在光靶显示器上可以观察行走路线，选择导航模式，设置作业机械作业宽度、重叠或遗漏距离、前后偏移距离、左右偏移距离等功能。光靶界面布局由以下几

收稿日期：

基金项目：黑龙江省教育厅振兴老工业基地重大科技项目资助（1151GZD13）

黑龙江省科技计划:黑龙江省数字农业关键技术示范与推广（NB08B019）

作者简介：于占宝，男，1984-,黑龙江富锦人，在读硕士生， 研究方向是农机自动驾驶系统技术研究 E-mail：yuzhanbao2005@163.com

通讯作者：王熙，男，1962-，山西新绛人.教授，主要从事农机装备机电一体化技术教学及精准农业技术研究工作 E-mail：ndwangxi@163.com

次，每小时更新一次。后两帧共15000b。

GPS导航电文中的内容主要有遥测码、转换码、第1、2、3数据块，其中最重要的则为星历数据。当用户接受到导航电文时，提取出卫星时间并将其与自己的时钟对比便可得知卫星与用户的距离，再利用GPS导航电文中的卫星星历数据推算出卫星发射电文时所处位置，用户在WGS-84大地坐标系中的位置速度等信息便可得知。

光靶导航系统的工作原理是利用电子导航地图与GPS接收机实时定位技术相结合，组成GPS电子导航系统。也就是系统根据目标农业机械的GPS车载终端提供的位置信息与准确电子地图相结合来达到监控目标的实时定位和位置修正的一个控制过程。

2.2 光靶导航系统操作

驾驶员可以在导航光靶上通过按键选择导航模式。首先选择重置导航，设置农具幅宽、重叠、遗漏和偏移量，选择导航模式，驾驶绘制并定义导航线或地头，确定导航。

光靶导航有以下几种导航模式：AB线导航、A+线导航、地头导航、曲线导航、轴心导航、自由导航等，以AB导航线方式为例，EZ-Guide 250光靶导航系统使用操作流程如下：

（1）打开光靶显示器电源和光靶导航系统。 （2）进入光靶导航界面选择重置导航按钮，再按OK。

（3）在配置农具内，用上翻下翻按钮选择农具宽幅，重叠/遗漏和偏移量。

（4）在选择导航模式中选择AB线导航。 （5）确定导航后光标自动处于A点上，这时需要驾驶员把设置导航线起点A，确定后A点被记录在显示器中。

（6）起点A记录完成之后，光标会自动处于终点B点之上，同样需要驾驶员设置终点B，确定后终点B记录在显示器中。

（7）一条新的AB导航线形成，并且按照作业幅宽生成一系列平行线。虽然拖拉机从起点A到田间地尾终点B实际的行走过程可能弯弯曲曲，但是AB线是一条直线。 2.3导航模式

地头导航：直垄线自动覆盖地头线。在开始定义地块前，输入你预想的地头圈数。开始驾驶绘制地头线，定义导航线，然后回到开始圈或完成地头导航。

曲线导航：有两种类型的曲线。一致性曲线和自适应性曲线。使用一致性曲线，导航基于最初曲

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线进行。任何偏离都将被忽视。设置A点，选择曲线导航，设置B点。使用自适应性曲线，导航始终基于地块的最后形状。如果自动U型转弯设置成开，当转弯时，将自动产生新的垄线。如果自动U型转弯设置成关，需要在每一垄末端设置B点，才能创建下一垄线。

轴心导航：设置A点，绕圈驾驶，最后设置B点。为达到最佳效果，绕圈驾驶时要以最外圈的中心为绕圈驾驶的中心。当从地块中心往外作业时候，初始圈半径最小必须为宽幅的两倍，最小弧长必须为宽幅的四倍。

自由导航：该导航模式记录农机在任何形状地块创建曲线和直线作业的准确路径，并产生下一航线。只有确保一直记录着导航路径，才能接收导航信息，捕获下一导航路径。

A+线导航：在地头作业起点设置A点，并创建导航线，AB线方向等同于手动输入的方向（默认为上一AB方向[2]。

3 光靶导航系统应用及特点

3.1 光靶导航系统的应用

在地块形状不规则并且具有许多拐角的喷药作业时候使用EZ-Guide 250，可以节约大量的农药、燃油和时间，节约的时间主要来自转向的减少，在喷药作业时再也不必中途下来对行，只需回头看看后面的作业状况，可以进行连续作业。

在10米宽的Crust Buster条播机上使用导航系统来播种作业的时候，光靶导航系统的行间距是2.4米，正好可以使用隔行播种模式。这套系统使播种作业变得非常简单。

EZ-Guide 250光靶导航系统也是一套非常灵巧的工具系统，也可在10米宽的整地机、13米宽的喷药机和15米宽的变量施肥机上使用这套导航系统，代替了人工对行，只管向前走。 3.2光靶导航系统的特点

4.3英寸彩色明亮的显示屏实时显示覆盖记录，屏幕向导使设置、校正和田间运行等简单易用，屏幕显示机车的位置和航向，还能够显示偏移距、垄号、速度、田块面积、卫星状态、方位等信息。导航屏幕可以在平面视图和立体视图模式之间转换，在导航的同时也可以放大、缩小农机具当前的位置。为了在白天或黑夜增加可视性，液晶显示屏幕具有对比度与明亮度调节功能。15个LED指示灯在田间给驾驶员快速反馈信息。

模式按钮快速进入帮助和其它信息，内置广域差分GPS接收机，使用标配的磁性天线可以提供高

精度的定位信息，或者选用AG15天线包可以获得15-20厘米行间距精度。Freeform提供多种导航模式或形状，可以自动检测最近的垄。

EZ-Guide 250灵活性很强。在形状不规则地块进行轮廓导航俯视与立体两种视图可以更好的展示整个地块。并且可以与EZ-Steer辅助导航系统兼容，为系统升级到辅助导航系统做好了准备。而且与EZ-Steer辅助驾驶系统易于从一个农机移动到另外一个农机上，为用户的农机作业提供方便。

为每一块地自动创建总结报告。总结报告是一个多页的RTF文件，用于显示地块覆盖和事件数据等地块信息。总结报告自动保存在光靶内存单元中。如果要把这一报告复制到U盘，可以选择配置/数据管理/管理地块/总结报告/发送总结报告到U盘。总结报告保存在U盘的AgGPS/总结目录下。

由于驾驶员可按照导航图进行驾驶，在光线暗或者 天气不好的条件下也可以进行作业，特别是可以在夜间进行农机作业，所以能够提高农机作业效率和时间利用率。其次，使用EZ-Guide 250光靶导航系统可以减轻驾驶员的工作强度，降低作业难度，提高作业质量，并且光靶导航系统还具有作业状况实时记录等功能，可以将覆盖记录图导出到计算机上进行查看。

近年来，随着我国农机使用率的提高，一些大规模作业地区已经配备了EZ-Guide 250光靶导航系统，实践表明光靶导航系统提高农业生产作业质量，带来很好的经济效益，推动了现代精准农业高新技术的应用与推广，加快了我国现代化农业的发展进程。

参考文献

[1]李强，李永奎.我国农业机械GPS导航技术的发展[J].农机化研究，2009(8)：242-244.

[2]王熙，王新忠. JD-9520T型履带拖拉机GPS自动跟踪驾驶系统[J]. 拖拉机与农用运输车，2005(6)：15-16.

4 结论

在农业机械上使用EZ-Guide 250光靶导航系

统有很多优点，首先可以提高农机作业效率和降低了硬件投入成本，因为在作业中可以不使用划印器，

EZ-Guide 250光靶导航系统就相当于电子划印器。

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本文来源：https://www.bwwdw.com/article/aw0p.html