农机导航系统范文
农机导航系统范文（精选7篇）
农机导航系统 第1篇
按照近代科学技术术语,导航定位系统的主要功能是定位、定向、测速和授时。由于能够完成导航任务的技术方法很多,所以出现了各种类型的导航定位系统,主要有以下几种:
(1)无线电导航定位系统。该系统利用多普勒效应测速,用雷达测距和测方位,用导航台定位。
(2)惯性导航定位系统。该系统是由加速计、陀螺与惯导平台、导航计算机、导航算法、补偿算法、控制显示器和供电系统等组成,它的基本原理是根据牛顿提出的相对惯性空间的力学定律,利用陀螺、加速度计等惯性元件感受运行体在运动过程中的加速度,然后通过计算机进行积分,从而得到运动体的位置、速度、方位等导航参数,是一种不依赖任何外部信息、设施或基准,也不向外部辐射能量的自主式导航定位系统,可提供完备、连续及高数据更新率导航信息。导航系统通常使用传感器探测车辆的方位角和姿态来提供辅助定位信息,这种信息包含三个参数:方位角(或称横摆角)、侧倾角和俯仰角。惯性传感器导航系统使用陀螺仪和加速度计测量车辆位置的相关信息,此类仪器设备多数含有三轴的侧倾角、俯仰角、横摆角陀螺仪和三轴的侧倾角、俯仰角、横摆角加速度计,用此方法可以得到车辆的位置和姿态信息。由于惯性导航系统存在内在信号漂移现象,为使定位信息准确,需要定位数据标定,同时此系统可作为对其他定位传感系统的补充。
(3)地形辅助导航定位系统。该系统利用地形、地物和地貌特征进行导航,是将地形图数据库、地形图匹配技术和航位推算导航技术相结合的一种精确导航定位系统。
目前,我国农机自动驾驶导航系统的研究主要集中在卫星导航系统和惯性导航系统。卫星导航系统提供精确的定位信息用来实时确定农机的位置数据,更新频率能达到10 Hz,基本满足农机行走速度的要求。惯性导航系统主要用来辅助确定农机的行走方向,可在卫星信号较差的情况下有一个缓冲的航向指引。华南农大和黑龙江八一农垦大学以及国家智能装备中心在农机导航方面都取得了一些研究成果。华南农大研发出了定位 精度在5~10 cm的导航系统,但是对于机型和作业条件有一定的要求,应对高速度、高精度的农田作业还有些欠缺;八一农垦大学和国家智能装备中心研发出的导航系统模拟机能模拟农机导航, 但是还没有真正应用到农机作业中去。
2 农机自动驾驶导航系统的技术支撑条件
目前,国内农业机械GPS导航自动驾驶系统虽然正在应用,但使用过程中也存在很多问题。GPS导航系统没有实现国产化,技术含量较高,设备安装及使用费用较高,影响了精准农业的机械化推进进程。GPS导航转向液压系统通过卫星定位, 发出信号改变电磁阀油路的开关,使方向盘转向系统进行转向调节,而车辆的转向液压系统安装繁琐,一套系统在多台机械上的更换使用不方便,售后成本显著增加。目前,GPS导航市场还有待进一步规范,不同品牌的GPS之间有各自的通讯协议,差分信号不能通用,造成重复投资,给用户的使用带来不便,造成资金浪费。在区域条件比较复杂的地方,部分导航系统由于地理位置或遮挡物的原因,接受的卫星信号不够,导致自动驾驶系统无法正常工作。
要实现农机自动驾驶导航,需要以下技术支撑:GPS定位系统、惯性导航系统、角度传感器感应系统、农机控制系统、数据通讯系统。影响农机自动驾驶导航系统发展的主要因素是控制系统算法模型的建立,这需要很多次不同地块的试验数据进行建模分析。实现精确的拖拉机系统测向控制,需要车辆的测向速度和车轮侧滑角数据, 而这些数据很难通过直接测量获得。精准农业要求实时获取地块中每个小区(每平方米到每百平方米)土壤与作物信息,诊断作物长势和产量在空间上差异的原因,并按每个小区做出决策,准确地在每个小区进行灌溉、施肥、喷药等作业, 以求达到最大限度地提高水、肥、药的利用效率。精准农业要求三个精准:定时、定位、定量精准。卫星导航自动驾驶技术的不断完善和发展,为精准农业提供了必要的基础条件。
实现精准农业需要具备如下几个技术条件: 一是精确的数据信息,包括土地肥力、水分以及光照条件,还有农业生产对象的实时情况,比如生长阶段、病虫害等;二是对相关信息数据进行科学分析的能力,能够得出正确的结论,并且能够提供有效的解决方案或者获得准确的实际数据;三是对农业生产对象实施精确作业的仪器及机械设备。精准农业是信息和人工智能高新技术在大农业中的微观运用。它的全部概念建立在空间差异和时间差异的数据采集和处理上,核心意图是实时测知作物(畜禽)个体或小群体或小区地块生长和防疫的实际需要,及时确定针对性投入(肥、水、药饲料等)的量、质和时机,一反传统农业大面积平均投入的作法,以获得最佳效果和最低代价。农机自动导航驾驶系统的大面积应用将为精细农业生产的全面开展奠定坚实的基础。
3 农机自动驾驶系统存在的技术问题
(1)卫星定位系统。为了增强信号接受能力和强度,需要使用双星的卫星定位系统,同时预留北斗卫星定位系统。多个系统的卫星定位系统集成在一套系统内,能够极大地提高定位精准度。即使在地理条件复杂的情况下,依旧能获得良好的定位精准度,解决山区、树林密集的农业作业区域的定位精准度差的问题;同时,能够极大地节省整套系统的使用成本,让进口产品价格及安装费用较高的问题得到解决,使农机自动驾驶技术能够得到大面积的推广。
(2)惯性导航系统。需要集成惯性导航系统辅助卫星定位系统的方向计算以及卫星信号不稳定情况下的缓冲技术。
(3)角度传感器系统。需要感知农机高速行驶下轮胎左右侧转的角度,并能及时反馈给控制系统做出方向调整反应。我国自主研发的角度传感器系统能够适用于大部分国产拖拉机,有利于整套系统与国内农机的配套安装,在农机作业地理环境比较复杂的区域,保持高速、精准的行进路线,确保作业质量和效率。同时,相关配件的自主加工也极大地降低了该套系统的使用成本, 让系统更加“平民化”,解决了很多国外进口品牌传感器与国内拖拉机无法兼容的问题。机械传递的角度传感器安装便捷、更换简单,是一套独立于拖拉机液压系统之外的控制系统,能够减少多数进口产品的安装繁琐问题。
(4)控制系统。控制系统算法模型的建立, 需要根据很多次不同地块的试验数据进行建模分析。根据车辆的测向速度和车轮侧滑角数据,实现精确的拖拉机系统测向控制。
(5)通讯系统。需要解决大田作业距离远造成的数据传输问题。灵活的通讯模式包括可携带式通讯模式、在手机信号覆盖的区域实现网络通讯模式,可更好地适应农业作业区域复杂的地理环境。同时,自主研发的通讯系统能够扩大GPS差分定位的距离,满足特殊区域农机作业路线长、区域广的需要。自主研发的通讯系统可以根据具体的农业作业区域的特点,合理选择通讯方式, 创建独立自主的通讯差分模式,并能够兼容绝大部分的主流GPS通讯传输协议,解决了用户重复投资的问题。
4 结束语
农机自动导航驾驶系统及其应用 第2篇
1农机自动驾驶系统的构成及工作原理
从整体结构上说, 自动驾驶系统分基站系统和车载系统两大部分, 其中基站系统又分为固定基站和移动基站, 车载系统安装在拖拉机上, 通过接收基站传来的差分信息, 达到高精度导航目的。
1.1车载系统
车载系统是集卫星接收、定位、控制于一体的综合性系统, 主要由卫星天线、高精度定位终端、行车控制器、液压阀、角度传感器、显示器等部分组成, 如图1所示。
车载系统安装在车内, 将GNSS天线固定在车顶, 通常将电台或者3G/GPRS固定在车外, 接收来自基站的差分信号, 达到RTK固定解状态, 并将定位信息传送给ECU。ECU接收来自基站的定位信息, 结合角度传感器、陀螺仪感知行驶过程中的摆动与方向, 经过数据处理, 将控制信号传输给液压系统。液压控制器接收控制信号, 通过控制阀门开关, 达到控制方向的目的。作业拖拉机根据位置传感器 (GNSS卫星导航系统等) 设计好的行走路线, 通过控制拖拉机的转向机构 (转向阀或者方向盘) , 进行各种作业, 可用于耕整地、起垄、播种、喷药、收割等作业, 达到作业精准的目的。
1.2基站系统
目前的农机驾驶系统生产企业, 采用的基站有固定基站和移动机站两种, 为达到农艺要求, 固定机站有效覆盖范围不超过30km, 移动基站有效覆盖范围大多在5~10km。为满足在不同作业区域的要求, 使用者多选择可随车携带的移动式基站。基站部分包含GNSS接收机、卫星天线、电台、电台发射天线等, 如图2所示。
卫星天线用于搜索天空中的卫星, 把搜到的卫星信号传输到GNSS接收机中, 接收机内置解读卫星报文的板卡芯片, 通过一定的算法将卫星信号处理后变成固定的位置信号, 然后把该信号通过大功率电台对外广播, 每个电台分配不同的频道, 农机自动导航系统通过车载电台接收差分信号。也可通过GPRS/3G的方式发送至数据中心, 数据中心服务器软件再将差分数据发至各台农机, 从而得到高精度定位结果。
高精度自动导航系统的实现主要应用的是差分技术。它实际上是在一个测站对两个目标的观测量、两个测站对一个目标的观测量或一个测站对一个目标的两次观测量之间进行求差。其目的在于消除公共项, 包括卫星钟误差、星历误差、电离层误差、对流层误差等公共误差和公共参数, 因此, 卫星定位是利用一组卫星的伪距、星历、卫星发射时间等观测量来实现的, 同时还必须知道用户钟差。因此, 要获得地面点的三维坐标, 必须对至少5颗卫星进行测量。
2对生产企业设备配置及作业性能的基本要求
a.基站有效覆盖范围移动基站:5~10km;固定基站:30km。
b.定位精度水平误差:≤1cm;垂直误差:≤1.5cm, 该项指标企业要通过计量认证。
c.最终输出精度在满足农艺要求, 又考虑生产厂制造成本的情况下, 使用者与生产企业共同接受的输出精度是相邻作业组直线误差不大于±2.5cm。
3需解决的问题和发展趋势
3.1兼容多个卫星系统
最初的卫星系统, 完全依赖GPS系统, 近两年随着北斗的完善和国家政策的导向, 各生产厂家在使用GPS系统的同时, 都兼容北斗 (中国) 和GLONASS (俄罗斯) 系统, 有的厂家已经能够单独运用北斗系统进行自动驾驶导航。随着北斗系统的不断完善, 自动驾驶系统必然会放弃依赖GPS系统而完全采用北斗系统。
3.2转弯时上星的时间及方向识别
目前自动导航驾驶系统在地头转弯时, 由于所携带农具转弯半径不同, 而无法进行自动导航, 须手动转弯, 进入直线后, 重新进入导航状态, 这段时间的长短, 也是恒量系统技术水平的一个标志。另外, 在上星的初始时间, 拖拉机还无法识别方向, 常发生地头行驶不直的问题。为解决这一问题, 相关企业开发出双天线的GNSS接收机, 双天线的好处是:一个天线用来定位置, 另一个天线用来定方向, 拖拉机即使保持静止也能感知记忆的方向。单天线的接收机则做不到这一点, 其必须在拖拉机行驶后才能获得航向信息。
4自动导航驾驶系统的安装及使用
4.1安装
a.安装自动驾驶系统不限品牌、车型, 适用于任何进口及国产拖拉机, 液压系统无泄露, 车况较好, 便可安装该系统。
b.安装该系统不更改原拖拉机液压系统, 不会对原拖拉机造成损害, 避免了因改装后而出现的液压故障以及车辆保修问题。
c.自动驾驶系统设备具有互换性, 可多台拖拉机使用。由于该系统安装拆卸相对简单, 而且不必改变原拖拉机的油路, 因此可在不同拖拉机间进行装卸和调用。这样就大大提高了设备的使用效率, 可以为几个不同作业期或者在某台拖拉机故障或维修时更换使用一套系统。
4.2自动驾驶系统作业注意事项
a.拖拉机作业地块与基站距离最好在20km以内。
b.要确定作业农具是正牵引还是偏牵引, 如果是偏牵引, 则要对驾驶系统进行偏移设置。
c.当拖拉机在作业中遇到林带时, 若卫星信号不好, 可在设定好AB线后, 由农田中央向边缘作业。
d.当信号出现问题, 误差较大时, 首先确认是卫星信号不好, 还是RTK基站信号不好。若卫星数量在6颗以上, HDOP值在1.5以下, 则卫星信号质量良好。若CMR输入在40%以下, CMR时间在35以下, 则RTK基站的信号质量良好。当卫星信号不好时, 查看天线是否被遮挡, 附近是否有高压电线等会产生强磁场的设施设备。当RTK基站信号不好, 通信模块登陆不正常时, 应先确认RTK基站是否正常运行, 其次确认CDMA或GPRS的SIM是否能正常通信。
5北斗农机自动导航技术的应用前景
a.精准施肥传统施肥方式因土壤肥力在地块不同区域差异较大, 所以在平均施肥情况下, 肥力低而其它生产性状好的区域往往施肥量不足, 而某种养分含量高而丰产性状不好的区域则引起过量施肥。GNSS为控制施肥提供空间定位和导航支持, 基于GNSS的变量施肥技术能根据不同地区、不同土壤类型、土壤中各种养分的盈亏情况、作物类别和产量水平, 将微量元素与有机肥加以科学配方, 做到科学施肥。
b.精准灌溉精准灌溉既能满足作物生长过程中对灌水时间、灌水量、灌水位置、灌水成分的精确要求, 又能按照田间的每个操作单元的具体条件, 精细准确地调整农业用水管理措施, 最大限度地提高水的利用效率。在田间运用GNSS土地参数采样器采集作物生长的环境参数, 如土壤湿度、地温等, 通过GNSS中心控制基站利用专家系统进行作物分析, 可以调控作物生长环境, 精确调控节水灌溉系统。
c.精准喷药运用GNSS监测病虫草害是预测预报的新手段, 通过GNSS系统连接高质量视频摄像系统拍摄分析图像, 可以收集原始数据, 监测大田作物, 得出田间病虫害分布大小位置, 并可以通过逐次拍摄确认害虫的迁飞路线、种群数量和危害程度, 以及病虫害发展方向及流行趋势。
d.精准耕作将GNSS、GIS与精准农业、旱作节水农业相结合, 开发精准农业和田间实时导航监控相结合的地理信息管理系统, 实现了田间车辆多目标监控。建立农业机械装备数据库和查询系统, 可方便地进行多种农业机械装备数据的查询、添加、删除、保存等操作。通过获取车辆的实时信息, 调取地图中的信息, 将田间动态的车辆信息与农业机械装备相结合, 实现了信息的可交互性、可扩展性和通用性。
e.农田产量监测目前, 先进的谷物联合收割机均装配了GNSS接收机和产量监控器, 产量监控器所获得的产量数据可以通过GIS技术绘制成产量图直观表达出来, 结合土壤分布情况, 可提出当前影响作物产量的相关因素, 帮助种植者评估天气、土壤养分和作业管理对作物产量的影响, 为翌年生产布局和科学施肥提供决策参考, 实行更精细的田间养分管理。产量监控器由谷物流量传感器、地面速度传感器、谷物湿度传感器、计算机系统、数据存储设备和卫星接收机等部件组成。在收获大多数谷物时, 传感器置于收割机内谷物流经的地方, 测量谷物的流速和湿度, 根据收割谷物时收割机实时的具体位置进行数据转换, 用流速除以收割面积即可得出单位面积产量。在这个过程中, GNSS接收机是产量监控器必不可少的组件之一, 在农田产量监测中发挥了关键作用。
摘要：近几年, 随着我国航天工业的发展及北斗系统的逐渐完善, 精确导航系统在农业上的应用也越来越受到相关行业的重视, 特别是近两年, 在农机上应用的导航产品呈爆发式增长, 在技术上也趋于成熟。综述了农机自动驾驶系统的构成及工作原理、对生产企业设备配置及作业性能的基本要求、需解决的问题和发展趋势、自动导航驾驶系统的安装及使用和北斗农机自动导航技术的应用前景等。
农机导航系统 第3篇
北斗卫星导航系统 ( 简称BDS) 我国自行研制、独立运行的全球卫星定位与通信系统, 是继美国全球定位系统 ( GPS) 和俄罗斯的全球导航卫星系统 ( GLO- NASS) 之后, 第3个成熟的卫星导航系统[1]。由于卫星导航定位系统在国防与国家安全、经济安全和经济建设中的重要作用, 主要航天大国和组织纷纷倾力建设。然而, 美国的GPS在我国更是占据了95% 以上的市场份额。自主研发北斗卫星导航系统, 可以从根本上摆脱受制于人的局面, 对于提升我国的国际影响力具有重大意义。
近年来, 北斗卫星导航系统在农业中的应用有所发展, 但尚处于初步阶段, 主要应用于气象预报、农田保墒以及海洋渔业等方面。全球定位系统已经在精确农业以及农机作业管理中得到了广泛应用。为此, 借鉴全球定位系统在精确农业及农机作业管理中的应用, 设计出“基于北斗卫星导航系统 ( BDS) 的农机作业监控与优化调度系统”。
1北斗卫星导航系统在农业中的应用
北斗- 1系统自2003年正式提供服务以来, 在交通运输、海洋渔业、水文监测、气象预报、森林防火、通信系统、电力调度、救灾减灾和国家安全等诸多领域得到广泛应用, 产生显著的社会效益和经济效益[2]。 近年来, 北斗卫星导航系统在农业中的应用也有所发展, 但尚处于初步发展阶段, 主要应用于气象预报、农田保墒以及海洋渔业等方面。
2全球定位系统 ( GPS) 在农业中的应用
2. 1在精确农业中的应用
国际上, P. C. Robert ( 2002) 研究认为精确农业发展过程中存在两大壁垒, 社会经济壁垒和技术壁垒; 而技术壁垒涉及农业机械、传感器以及全球定位系统等[3]。Pinaki Mondal、Manisha Basu ( 2008) 将精确农业技术分为“软技术”和“硬技术”两个方面: “软技术”主要是指基于经验对作物、土壤的监测和统计分析; “硬技术”是将GPS, GIS, RS等现代技术应用于精确农业[4]。P. T. Kidd ( 2012) 研究认为可以将物联网应用于精确农业的节水灌溉和土地利用管理等[5]。
在国内, 吴才聪等人 ( 2004) 通过研究GPS在精准农业作业流程中的应用以及美国Trimble公司生产的Ag GPS农用卫星定位系统在土壤采样中的应用, 证明了卫星定位技术可以在精准农业的精准播种、精准施肥、精准喷药和精准收割等环节发挥作用[6]。郑磊 ( 2009) 将GPS应用于精确农业的自动变量施肥, 设计出了基于GPS自动变量施肥控制系统。系统工作原理主要是: 通过GPS获取准确位置信息, 对田地中肥料的撒施量进行定位调控, 实现自动变量施肥[7]。林婉玲、方平平等人 ( 2013) 研究认为遥感技术在精确农业中的应用主要包括: 估算农作物播种面积、监测作物长势、估算作物产量、作物生态环境监测以及灾害损失评估[8 - 9]。
2. 2在农机作业管理中的应用
任俊杰、王金柱 ( 2011) 基于实地调查研究, 农机在安装GPS卫星定位系统后, 能够大幅度提高农机作业质量、作业效率和时间利用率, 实现机车合理调配[10]。张建涛 ( 2012) 研究认为GPS技术主要应用于几种常见农机以及农机跨区作业管理[11]。
1) 农机具位置和行程状态监测。近年来, 在联合收割机上搭载GPS已经得到广泛使用。GPS技术能够为联合收割机提供不同的农田作业区的成熟度, 通过将相关的地理位置数据上传, 然后运用GPS定位技术监测联合收割机实时位置和行程状态。
2) 农机具工作状态识别与异常预警。识别农机具技术状态的指标主要包括: 1各零部件完整, 调整正确, 润滑良好; 2发动机的功率和燃油消耗都在规定允许的范围内, 转速稳定, 排气正常; 3启动容易、 迅速; 4全负荷工作时, 发动机的水温、油温和油压正常; 5工作时各运动部件无发生不正常的敲击、过热和不正常振动等现象; 6电气设备完整、工作正常; 7液压系统和各操纵机构的作用正常; 8不漏水、不漏油、不漏气、不漏电。
3) 农机作业质量及效率监控。利用农机作业车载GPS系统, 能够对农业机械的工作量进行客观的统计, 使得农机作业的工作量统计更为精确[12]。
4) 农机作业优化调度。通过GPS将监控数据实时回传至人工决策平台, 可以对监控数据进行科学分析, 做出相应决策。首先, 是变量施肥决策, 将农作物养分的监测数据回传, 平台分析后确定不同的施肥量, 从而控制不同的地块的施肥情况; 其次, 是农机跨区作业调度决策, 将农机作业工况的监测数据回传, 平台分析后根据不同分布区域农作物的成熟度, 引导农机具分类开展收割工作[13]。
3基于BDS的农机作业监控与优化调度系统
通过借鉴GPS技术在精确农业及农机作业管理中的应用, 基于北斗卫星导航系统, 对农机作业监控与优化调度系统做出了结构设计。系统总体框架及系统组成, 如图1所示。
3. 1农机具位置和行程状态监测系统
农机作业过程中, 对农机具位置及行程状态的实时监测, 能够保证对农机具位置及行程状态信息的实时掌握, 协调不同作业区的农机具的作业, 有效地避免作业过程中农机具闲置, 进而提高农机作业效率。
通过借鉴GPS在农机具位置和行程状态监测中的应用, 设计出“农机具位置和行程状态监测系统”, 系统框架如图2所示。
该系统主要由“车载地图显示模块”“BDS系统接收模块”“ARM模块”以及“GSM无线通信模块”组成。工作原理如下: “车载地图显示模块”用于实现电子地图的显示等功能; ARM ( Acorn计算机有限公司面向低消费市场设计的一款微处理器) 用于缓存、中转数据信息; “BDS接收模块”用于实现BDS定位信息的接收, 并通过解码读取经纬度信息与电子地图中经纬度信息匹配; GSM ( Global System of Mobile communi- cation, 全球移动通讯系统) 用于实现通过接发短消息与主机通信获取信息, 对车载部分电子地图实现实时更新与反馈。
3. 2农机具工作状态识别与异常预警系统
农机作业过程中, 对农机具工作状态的实时监测与识别, 能够在发生异常时及时发出预警, 进而有效地减少农机安全事故, 保障农机作业人员生命财产安全。嵌入式GIS系统可以对农机具发动机及主要零部件进行监测, 在主流的嵌入式系统中, Windows CE操作系统技术成熟, 可靠性较高, 因此应用比较广泛。IEEE ( 电气和电子工程师协会) 定义嵌入式系统是集合了监视、控制、辅助装置、机器及设备运行等设备为一体的一种装置[18], 从其定义可以看出: 嵌入式系统既有软件又有硬件, 并且还包括了机械等附属装置。 嵌入式系统主要是以计算机为基础、以应用为中心、 以软件和硬件均可裁剪为优点的系统, 是对功能、成本、可靠性、功耗、体积等方面都有严格要求的专用计算机系统[14]。
本文通过借助已有的“农机具车载嵌入式GIS系统”, 与“农机具位置和行程状态监测系统”两个系统相结合, 设计出“农机具工作状态识别与异常预警系统”。系统框架及组成如图3所示。
工作原理为: 在“农机具车载嵌入式GIS系统模块”中, 通过嵌入式GIS系统收集到农机具工作状态数据, 主要包括各零部件的工作状态、发动机的功率和燃油消耗、全负荷工作时的发动机状态、电气设备工作状态、液压系统的工作状态以及各操纵机构的工作状态; 在“农机作业车载BDS系统模块”中, 由BDS外置天线接收BDS定位信号, 再经过系统中的BDS系统数据提取处理, 将数据发送到“农机具工作状态识别与异常预警平台”, 一旦发生异常就会将警报发送到“平台”; 在“农机具工作状态识别与异常预警平台”中, 可以通过“农机具车载嵌入式GIS系统模块” 中的“GSM无线通信模块”将数据指令传输到嵌入式GIS系统中, 即传送处置指令。
3. 3农机作业质量及效率监控系统
我国农机作业标准化工作是随着我国农业的发展而逐渐发展起来的, 但在农机作业质量标准化体系运行中还存在诸多问题和不足, 主要包括: 农机社会化服务功能较弱、有效的农机作业标准化监督机制尚未形成、家庭生产方式与农机作业标准化集中统一的要求不适应、农机作业质量标准体系尚未完善、相关人员的标准化意识和质量安全意识淡薄[16]。对农机作业质量的实时监控, 有利于对农机作业质量与效率做出科学评价, 进而促进农机作业质量与效率评价的标准化。
为此, 通过借鉴GPS在农机作业质量及效率监控中的应用, 设计出“农机作业质量及效率监控系统”。 该系统与前文设计的“农机具工作状态识别与异常预警系统”后部设计相同, 只是系统嵌入式GIS系统收集到的是农机具作业质量相关参数, 系统框架如图3所示。
3. 4农机具电子围栏系统
电子围栏由电子围栏主机和前端探测围栏组成, 可对入侵企图做出反击, 并把入侵信号发送到安全部门监控设备上。然而, 电子围栏只能延迟入侵时间和发出警报, 不能对失盗农机具进行追踪。鉴于“农机具位置和行程状态监测系统”能够监测农机具当时位置、行驶路线和方向等信息, 将其与电子围栏结合, 不仅能够实现停放的农机具防盗报警, 更重要的是能够对失盗农机具进行追踪。
本文通过借鉴电子围栏结构图, 结合“农机具位置和行程状态监测系统”, 设计出“农机具电子围栏系统”。系统框架及组成如图4所示。
在“电子围栏系统”中, “前端探测围栏”, 是由 “杆”及“金属导线”等构件组成的有形周界, 在“前端探测围栏”处于触网、短路、断路状态时能产生报警信号, 将报警信号传送到“电子围栏主机模块”; “农机具位置和行程状态监测系统模块”中, 监测农机具当时位置、行驶路线和方向、行驶速度以及车辆发动或者熄火状态; 在“安全报警中心模块”中, 接收“电子围栏主机模块”传送来的报警信号, 对入侵报警信号做出处理方案: 通过“农机具位置和行程状态监测系统模块”传送来的农机具位置, 及时追踪失盗农机具, 设计出失盗农机具追回方案。
3. 5人工智能决策支持系统
本文通过结合前文设计的“农机具位置和行程状态监测模块”“农机具工作状态识别与异常预警模块” “农机作业质量及效率监控模块”以及“农机具电子围栏模块”等4个系统, 设计出“人工智能决策支持系统”。系统框架如图5所示。
1) “农机具位置和行程状态监测模块”, 监测到 “农机作业工况数据” ( 主要包括农机具的位置、行驶路线和方向、行驶速度以及发动熄火状态) , 通过BDS回传至“人工决策支持平台”。在“人工决策支持平台”上由专家进行分析, 专家根据不同分布区域农作物的成熟度, 制定处置决策 ( 调度农机作业) , 再通过BDS将决策指令下达给农机具或农机操作者。
2) “农机具工作状态识别与异常预警模块”, 监测到“农机具工作状态数据” ( 主要包括发动机的功率和燃油消耗、主要零部件润滑和完整状态) , 并且在发生异常时, 及时发出“农机具异常报警” ( 主要包括漏油、 漏电、漏水及事故等突发事件) , 通过BDS回传至“人工决策支持平台”。在“人工决策支持平台”上由专家进行分析, 对农机具是否适合继续作业做出判断, 制定处置决策 ( 主要是对不适合继续作业的农机具, 进行远程断油、断电, 对农机具进行锁定) , 再通过BDS将决策指令下达给农机具。
3) “农机作业质量及效率监控模块”, 监测到“农机作业质量及效率数据” ( 主要包括农机具工作量信息) , 通过BDS回传至“人工决策支持平台”。在“人工决策支持平台”上由专家进行分析, 对农机具工作量进行统计, 制定处置决策 ( 主要是记录农机作业效率低的农机具, 由检查小组对农机具及其农机手进行检查, 找出效率低的原因) , 再通过BDS将决策指令下达给农机具或农机操作者。
4) “农机具电子围栏模块”, 在停放的农机具被盗时, 及时发出“农机具失盗报警”, 通过BDS回传至 “人工决策支持平台”。通过“人工决策支持平台”, 及时启用“农机具位置和行程状态监测模块”, 监测农机具当时位置、行驶路线和方向等; 通过BDS将这些数据信息汇总回传至“人工决策支持平台”, 由“人工决策支持平台”及时组织人员进行追踪失盗农机具。
4结论
农机导航系统 第4篇
2010年, 黑龙江垦区赵光农场本着“立足大农机、发展大农业”的原则, 不断提高农机科技含量和高新技术的推广应用, 首次引进十套美国天宝卫星自动导航产品, 为迪尔7830、维美德T171、191等先进机型安装了10套GPS卫星定位和自动导航驾驶系统, 通过进行秋整地和秋起垄作业, 这套系统极大地提高了机车的作业效率, 实现全天候作业, 不仅提高了机车的作业质量和工作效率, 实现节本增效, 而且很大程度的减轻了驾驶操作人员的劳动强度。
通过当年的“三秋”测试, 机车减少了“重漏”和“空跑”现象, 10台车共节省主燃油25t, 节约资金19.75万元, 特别是2013年春季四涝叠加造成的生产困难, 全场全部应用导航作业使整地播种提高机车工作效率20%以上, 增加时间利用率4个百分点, 实现节本增效进30万元。此套系统的应用解决了农机驾驶操作人员技术水平低而造成的损失, 引领示范农机发展的新方向, 农场在2011~201年拖拉机全部装备了此系统, 达到90套。
农场使用的美国天宝Autopilot自动导航驾驶系统可以从起垄到收割整个过程提供2.5cm的重复测量精度, 为操作增加无可比拟的精确度。农场起垄作业在整个农业生产过程中至关重要, 起垄作业的质量直接关系到以后播种, 喷药作业的“重漏”, 关系到作业成本的高低。传统的起垄作业完全依赖驾驶员的驾驶经验, 在直线度和结合线的精度上很难得到保证, 尤其在地块较大的情况下, 偏航的情况在所难免。返工以及播种时的重漏, 结合线偏差过大直接造成生产成本的加大和地块利用效率的降低。美国天宝Trimble的autopilot自动导航驾驶系统主要是通过高精度的GPS+GLONASS卫星定位系统, 通过控制农机的转向液压系统, 控制农机按照设定的路线 (直线或曲线) 自动行驶, 不需驾驶方向盘。在保证农机直线行驶的同时, 结合线之间的偏差可以控制在2.5cm, 充分解决播种重漏的问题, 降低生产成本, 提高土地利用效率。
1 系统的组成和工作原理
1.1 系统组成
主要有导航光靶、方向传感器、通信模块、导航控制器、液压控制器等。
1.1.1 EZ-GUIDE500导航光靶。
内置双频GPS接收机;31个醒目指示灯在任何能见度下快速给您在线信息反馈;多重导航模式可供选择, 直线, 曲线, 环线;大按钮, 一按即可完成所有主要导航功能, GPS状态, 设置和帮助功能的控制;使用U盘简单快速的把每天的作业数据导入计算机, 用于出图和打印报告。光靶接收GPS的定位信号, 在导航光靶上设定车辆行走线, 设置导航模式 (直线或者曲线) 。在设定导航线后, 根据机组作业幅宽进行自动直线导航, 技术特点是在没有作业导航图的情况下可在作业中生成导航线, 差分GPS的定位下, 可对农机田间直线行走作业精确引导, 使机组作业不重不漏, 并具有作业面积计算统计等功能。
1.1.2 方向传感器。
向导航控制器发送高精度的转角信息, 可实时向控制器发送车轮的运动方向。
1.1.3 通信模块。
通过GPRS/CDMA登陆服务器, 接收基站的差分数据。
1.1.4 导航控制器。
自动驾驶系统的核心, 接收基站差分数据, 实现厘米级的RTK卫星定位, 根据卫星定位的坐标及车轮的转动情况、转角信息, 实时向控制器发送精确的定位信息, 通过控制液压系统油量的流量和流向, 控制车辆的行驶, 确保车辆按照导航光靶设定的路线行驶。
1.1.5 液压控制器。
液压控制器根据导航控制器发送的指令, 改变油箱的流量和流向, 保证农机按照设定的路线行驶。液压控制器:液压控制器根据导航控制器发送的指令, 改变油箱的流量和流向, 保证农机按照设定的路线行驶。
2 工作原理
首先在导航光靶上设定车辆行走线, 设置导航模式 (直线或者曲线) 。通过接收基站差分数据, 实现厘米级的卫星定位, 实时向控制器发精确的定位信息。方向传感器实时向控制器发送车轮的运动方向。导航控制器根据卫星定位的坐标及车轮的转动情况, 实时向液压控制阀发送指令, 通过控制液压系统油量的流量和流向, 控制车辆的行驶, 确保车辆按照导航光耙设定的路线行驶。
3 实际作业情况
3.1 优势
农机使用自动驾驶系统进行起垄、播种、喷药、收获等农田作业时, 衔接行距的精度可达2公分, 可以减少农作物生产投入成本, 并使农作物的种植农艺特性优化, 提高农艺作业质量, 避免作业过程产生衔接行的“重漏”, 降低成本, 增加经济效益。
3.2 提高土地利用率
该系统的基站设在农场农机管理服务中心, 设备要求24h工作, 基站的覆盖半径可达50KM, 可以完全覆盖全场地号的作业面积, 满足农场农机田间作业要求。农机使用自动驾驶系统进行起垄、播种、洒药、整地等作业时, 结合线之间的偏差和千米直线度偏差可以控制在2.5cm, 减少农作物生产投入成本, 并且可以提高农艺作业质量, 避免作业过程产生的“重漏”现场, 降低生产成本, 提高土地利用率, 增加了经济效益。
3.3 提高机车时间利用率和作业质量
该系统提高了机车的操作性能, 延长了作业时间, 可以实现夜间作业, 大大提高了机车的出勤率和时间利用率。同时这套系统可以减轻驾驶操作人员的劳动强度, 在作业过程中, 驾驶操作人员不需要驾驶方向盘, 可以用更多的时间注意观察农具的工作状况, 有利于提高田间作业质量。特别是农机在进行起垄作业时, 拖拉机按设定的直线自动驾驶, 省去划印器。
3.4 地形适应性较强
独特Ag GPS Autopilot系统可以用于平地或坡地。控制器的T地形补偿技术不断修正、补偿农机具的俯仰、翻滚姿态, 达到精确导航目的。
以起垄作业为例, 传统的起垄作业完全依靠驾驶员的自身经验, 在直线度和结合线的精度上很难得到保证, 尤其在地块的面积和坡度较大的情况下, 偏航的情况在所难免, 作业时的重漏和结合线偏差过大现象, 直接造成生产成本的加大和地块利用效率的降低。利用这套系统就可以避免以上现象的发生。同时该系统还具有作业状况实时记录、作业面积计算统计等功能。这些都比传统农机作业占据优势。
3.5 合理调配机车
通过GPS卫星定位, 可以实时掌握机车的田间作业情况, 包括机车的作业地号、作业速度等信息, 并将实时作业情况通过信息中心的大屏幕显示出来, 使农机管理人员随时根据机车田间作业情况, 科学合理的对全场机车作业进行统一指挥和调度。
4 几点注意事项
1) AB线一定要按农场要求设定距林带的距离, 具体距离根据地号实际情况, 尽可能保持与林带平行, 才能做到充分利用土地, 不浪费并且达到标准作业。
2) 多车在同一地号利用自动驾驶系统进行相同作业时, 车与车之间的AB线必须平行才能确保作业质量达到不漏或不重的目地。
3) 使用自动驾驶时, 需加速时, 最好先适当少减点油, 在加档后, 再把油门缓慢加大到需要的位置, 这样能确保作业的直线度;需要减速时, 最好先加油再减档, 只有正确的操作机车, 才能不影响作业的直线度。
4) 利用自动驾驶进行悬挂农具作业时, 最好慢些前行, 上线后, 再缓慢倒到地头确定入堑后再放下农具作业。利用自动驾驶进行拖挂作业时, 最好人工驾驶上线后, 再用自动驾驶, 这样即省车和农具, 也能确保安全作业, 避免意外事故发生。
5) 利用自动驾驶作业时, 坚决不能睡觉或注意力不集中, 以免发生安全事故。
农机导航系统 第5篇
1 应用现状
1.1 黑龙江垦区自动导航驾驶技术应用现状
目前, 黑龙江垦区正在应用的自动导航驾驶设备主要有液压式 (北京麦格天农公司的美国天宝) 和电动方向盘式 (南京天辰礼达公司的美国拓普康) 。单台终端设备约12万元, 改装了东方红904拖拉机、东方红1304拖拉机、迪尔54拖拉机、迪尔804拖拉机等多种大型农用拖拉机。在垦区大豆、玉米、马铃薯等农作物播种环节的使用, 这两种品牌的导航各有优缺点:美国天宝牌卫星导航定位精度高, 但是安装导航设备需要在液压转向油路系统装一个三通, 通过一个电磁阀控制液压转向, 安装调试过程复杂。美国拓普康牌导航核心部件为一个电动方向盘, 通过精确电流大小来改变电动方向盘的受力角度, 安装及换机方便, 同时不会影响拖拉机整机三包期内售后服务。此类型导航设备系统误差稍大, 精度没有液压式高, 但基本上可以满足生产需要。
1.2 GPS自动导航驾驶系统技术原理
农机操作人员设定车辆行走线, 并设置被导航农机行走路线模式 (直线或者曲线) , 接收基站差分数据, 实现厘米级RTK卫星定位, 实时向控制器发送精确的定位信息。方向传感器实时发送车轮的运动方向。控制器根据卫星定位的坐标及车轮的转动情况, 实时向液压控制阀发送指令, 通过控制液压系统油液的流量和流向, 控制车辆的行驶, 确保车辆按照导航光靶设定的路线行驶。
2 GPS自动导航驾驶系统的优点
a.提高土地利用率。系统的应用, 使得播行端直、接茬准确 (千米播行垂直误差2cm, 接茬准确率在2.5 cm) , 减少了作业中的重耕和漏耕, 实现节本降耗, 为后期机耕作业打下良好的基础, 提高了土地的利用率, 增加了经济效益。
b.提高机车作业使用率。系统提高了机车的驾驶操作性能, 自动驾驶技术不受昼夜限制, 可以实现24h不间断作业, 大大提高了机车的作业使用率。
c.减轻驾驶人员劳动强度。作业过程中, 不需要使用划线器, 驾驶操作人员无须操作方向盘, 减轻了劳动强度。驾驶操作人员有更多的时间注意机具作业情况, 从而有利于提高作业质量。
d.减少机械收获损失。实施卫星导航精准播种作业, 减少了因为作物交接行偏差导致的机械化收获作业损失。
3 存在的问题及建议
a.导航设备均为进口设备, 单套产品价格高, 尽管垦区有补贴, 农民还需自筹大部分费用, 对于收入不高的农民来说, 加上进口设备维护保养费用高, 仍难以接受。建议国家科研机构对进口设备进行消化吸收, 研制符合中国国情的拥有自主知识产权的北斗卫星拖拉机自动导航驾驶系统。
b.从垦区使用情况来看, GPS卫星自动导航系统在播种、中耕、喷药等几项作业上的应用比较成熟, 在耕整地作业实用性方面还有待探索。
c.卫星GPS信号质量由多种因素决定, 如周围有林带、地势较低洼, 作业中易出现信号中断问题, 即便在有效信号覆盖范围内仍频繁出现掉线现象, 致使自动导航功能无法使用。
d.GPS导航系统设备非拖拉机原装标配产品, 改装换装复杂。GPS导航自动驾驶系统是一种精密仪器, 要让普通农民学会使用和安装, 是比较困难的, 需要专业技术人员安装。
农机导航系统 第6篇
随着精细农业和智能农业的发展,农业机械的自动导航技术在现代农业生产中的应用越来越广,在农药肥料喷洒、收割作业、中耕除草及插秧种植等方面有着广泛的用途。由于农田作业环境复杂,非结构化特征明显,经历了机械触杆导航、预埋引导电缆的有线引导、地磁导航、无线电或激光导航和惯性导航进行航程推算等多种导航方式的发展过程后,目前对农业机械导航的研究主要集中在机器视觉的方式上,视觉导航具有信息探测范围宽、目标信息完整和适应能力强等优势,而且随着计算机图像处理技术的日趋成熟,相关硬件的性价比不断提高,已经成为国内外研究较多的导航方式[1,2]。
目前,农业机械视觉导航技术的研究主要集中在导航参数获取、导航控制方法和算法、视觉硬件系统等方面。但是,由于地面不平或农业车辆倾斜而产生图像采集偏差,对后续的图像处理获得最终导航参数有很大影响。本文对所采集的图像进行分析和处理,得到图像偏差角度,并将图像修正。试验使用型号为DSC-WX5C SONY数码相机进行图像采集,采用AMD Athlon(tm) 64x2 Dual CoreProcsssor 4000+2.10GHz, 2 GB内存(RAM)的台式电脑,在Windows7操作系统上开发,使用Matlab7.0图像处理软件,图像文件格式为jpg形式。
1 图像预处理
1.1 图像灰度化和二值化
在农作物图像中,最直观的特征就是颜色特征。植物呈现绿色,而土壤呈现黄褐色,它们的颜色差异性很大,为此可以利用颜色特征进行区分。蒋正荣[3]通过模拟田间条件进行杂草的分离和识别试验,结果表明:植物与土壤的两个导出参数(g-b)/|r-g|,2g-r-b的差异最明显。Woebbeck和Meyer等[4]针对土壤、作物残留物和光照条件,利用颜色特征进行杂草识别研究,发现归一化后的颜色分量可以克服光照和阴影的影响。其中,用2g-r-b进行杂草和土壤背景分离最为有效。因此,本研究中选用2g-r-b作为颜色模型进行植被和背景的分离。
为了分析图像的特征,需要从图像中分离出目标物,从而把图形和背景作为分离的二值图像使用。选择合适的阈值把农作物区域和非农作物区域分割开来是很关键的。通过2g-r-b处理的图像特征明显,所以本文采用自适应方法对图像进行二值化。
1.2 数学形态学去噪
多数情况下得到的二值化图像往往在目标内部有一些噪声孔,并且在目标周围有一些噪声块,而将二值形态学中的开启和闭合算法结合起来可以构成有效的噪声滤除器[5]。开启与闭合是膨胀和腐蚀按不同次序的组合运算。
1.2.1 膨胀
膨胀可以定义为
A♁B=
式中 A待膨胀的图像;
S用来膨胀A的结构元素。
膨胀操作的基本作用是扩张原图像区域,这样如果图像中有空洞,则将被缩小。
1.2.2 腐蚀
腐蚀可以定义为
A⦵B={x|[(S)x⊆A]} (2)
腐蚀操作的基本作用是收缩原图像区域,并且扩大图像中的空洞。
1.2.3 闭合
闭合的定义为
A•S=(A♁S)⦵S (3)
1.2.4 开启
开启的定义为
B。S=(B⦵S)♁S (4)
整个去噪过程可由一次闭合和开启串行结合运算来完成。图像的预处理过程如图1所示。
2 图像边界提取
在数字图像处理中,常常用小区域模板进行卷积来近似计算梯度。构造边缘检测算子的数学基础是一阶和二阶导数变化,二维图像x和y方向的导数变化用梯度表示。对Gx和Gy各用一个模板,然后把两个模板组合起来,构成一个梯度算子。梯度对应一阶导数,其算子是一阶导数算子。在边缘值过渡比较明显,而图像模糊程度和噪声较小的情况下,用梯度算子进行边缘检测可以得到较为满意的效果。对于一个连续的函数图像f(x,y),在位置(x,y)的梯度可表示为一个矢量。假设用Gx和Gy来表示f(x,y)沿着x和y方向的梯度,那么梯度矢量可以表示为
(5)
令θg表示梯度方向,则
在θg方向的变化率,即梯度的幅度为
g为梯度算子,幅度计算是以2为模的。当然,幅度计算也可以采用其他等价的数。
事实上,现在计算机处理的图像大部分是数字图像。在数字图像处理领域中,根据实际情况,上述的微分经常用差分代替,其定义的形式为
fx(x,y)=f(x,y)-f(x-1,y) (8)
fy(x,y)=f(x,y)-f(x,y-1) (9)
二阶导数信息在数字图像处理领域一般基于以下公式,即
比较常用的算子有Roberts算子、Prewitt算子、Sobel算子、Laplacian算子和Canny算子等。Roberts算子计算时利用的像素数有4个,它边缘定位准,但是对噪声敏感,适用于边缘明显而且噪声较少的图像分割。经过Roberts算子进行边缘检测后的图像如图2所示。
3 Radon变换求解倾斜角
Radon变换又称为Hough Transform。考虑b=ax+y,将原来的XY平面内的点映射到AB平面上,则原来在XY平面上的一条直线的所有的点,在AB平面上都位于同一个点。通过记录下AB平面上点的积累厚度,可反知XY面上的一条线的存在。在新平面下得到相应的点积累的峰值,可得出原平面的显著的线集。一种更好的表示方法是用ρ和θ来代替ab,即xcosθ+ysinθ=ρ。Radon变换坐标如图3所示。
图3以图像的中心为极坐标原点,直线x即为新的投影坐标,θ为角度。在所要求的原坐标上的一条直线,是一条垂直于上图x的一条直线,而非x本身。
4 试验结果及分析
图4为通过求解的角度校正后的图像。
表1为通过Radon变换求解的试验数据。由表1可以看出,实际的倾斜角度与计算倾角的误差绝对值小于2°。
4 结论
本文采用Radon变换对农业自动导航车辆采集的图像进行倾斜校正,具有速度快、效率高和判别误差小等特点,能够实时性地进行倾斜图像的校正。对于采集图像中存在复杂的多垄行情况,必须先对图像进行主导航线的提取,再对图像进行校正,保证计算角度的误差率。
参考文献
[1]Hague T,Marchant J A,Tillett N D.Ground based sensingsystems for autonomous agricultural vehicles[J].Computersand Electronics in Agriculture,2000,25:11-28.
[2]Wilson J N.Guidance of agricultural vehicles-a historicalperspective[J].Computers and Electronics in Agriculture,2000,25:3-9.
[3]蒋正荣.计算机杂草识别的实现及应用[J].杂草科学,1999(4):2-5.
[4]Ebbecke D M,Meyer G E,Bargen Von,et a1.Color indicesfor weed identification under various soil,residue,and lightingconditions[J].Transactions of the ASAE,1995,38(1):259-269.
农机导航系统 第7篇
随着航空运输的持续发展, 传统航路的局限性渐显严重。航空器机载设备能力的提高以及PBN导航等先进技术的不断发展, 提高导航精度、缩小间隔余度以便更加充分地利用空域资源、可以不依赖于地基导航设备, 使航空器在两点间沿任意期望的航路点间飞行的区域导航技术应运而生。
二、我国PBN导航系统技术简介
美国航空联邦管理局 (FAA) 将PBN定义为“应用于自动空中航路管制、仪表导航、特定区域的导航性能要求框架”。PBN同时具备了RNAV和RNP的特点, 提供了包括空域规划、流量控制、进近管制在内的自动航路规划的设计和实现基础。PBN被视作解决导航效率难题的希望。PBN是指在相应的导航基础设施条件下, 航空器在指定的空域内或者沿航路、仪表飞行程序飞行时, 对系统精确性、完好性、可用性、连续性以及功能等方面的性能要求。PBN的引入体现了航行方式从基于传感器导航到基于性能导航的转变。这种变化覆盖从飞机起飞离场、航路巡航、下降进场和进近着陆等飞行全过程。
ICAO提出的基于性能导航PBN概念, 整合了RNAV和RNP概念, 让全球一体化运行做了基础。RNAV和RNP最大区别就是RNP具有性能监视和告警 (OPMA) , 这个性能监视和告警无非就是让飞机在所要求的RNP运行, 如果出现超越RNP要求的精度, 就会提醒机组。例如常见的RAIM, 反应到驾驶舱会出现在CDI和HSI上。
终端区最后进近之前使用RNAV1, 使用导航源使用NDB, VOR以外其他导航设备组合, 同样需要语音通信和雷达监控。B-RNP1基础RNP导航主要运用到雷达覆盖不到终端区进离场程序。最后进近阶段使用RNP APCH和RNP AR APCH。RNP APCH一般精度值为0.3, GNSS为首导航源, 属于普通公布程序, 最后进近为直线阶段。RNP AR APCH一般精度为0.3-0.1, 各个公司自己制作, 不公布程序, 需要局方认证, 主要是应对一些地形比较复杂的机场, 例如林芝, 拉萨。最后进近可以为曲线, 通过固定转弯半径 (RF) 来避开一些障碍物或禁区。
PBN是ICAO要求各国强制实施的新的基于性能的导航方式, 要求世界各国2016年部署完成。区域导航和RNP以性能为主, 是国家空域体系的关键构建基础, 虽然现在的民航运输机都已装备RNAV/FMS设备, 却没有充分发挥设备优势。随着新航行系统的逐步实施, ICAO提出了基于RNP的区域导航分近期、中期、远期三个时期完成的战略思想。我国民航实施PBN迫在眉睫, 目前我国30%的机场已具备RNP APCH程序能力, 到2016年要达到100%。
三、世界PBN导航系统技术简介
二十世纪末期, 世界各国意识到航天事业的重要性, 特别是其在航天航空领域的运输事业的发展, 各国纷纷对民航事业投入人力物力财力来开发民航系统, 使得PBN导航技术迅猛发展, 这期间, 有美国、日本、澳洲, 欧洲以及中国均相继对国家导航系统进行一定的优化分析, 使得PBN技术应用发展很迅速, PBN技术也越来越丰富, 我国民航飞行越来越安全, 空域容量尽量保证最大, 优化以前的旧线路, 设计各条最优导航线路, 对我国导航系统的进步具有深远的影响, 世界各国PBN导航技术的发展汇总表见表1所示。
四、结束语
综合上述内容, 世界PBN导航系统对我国的导航系统起着促进作用, 我国应该摒弃自身的确定, 在原有基础上改进, 使得民航系统更加的适应国产化的要求, 而且中国针对各地区的地理环境, 特别是拉萨高原地势险峻等地, 开发出自己的导航系统, 努力完善我国导航系统, 为我国航空航天事业开创新的篇章。
参考文献
[1]基于性能的导航概念的实施国际民航组织2007-07.
[2]区域导航 (RNAV) 飞行程序实施规定中国民用航空局2008-01.
[3]在航路和终端区实施RNAVI和RNAVZ的运行指南中国民用航空局2008-11.
[4]RNAVS运行批准标准指南中国民用航空局2008-02.
[5]新航行技术应用
农机导航系统范文
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