● 贠敏 黃慶紅 張曼倩 時嘉邑 _綜合報道
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北斗導航終端:從“讓我裝”到“我要裝”
——新疆衛(wèi)星應用調研報告之二
新疆生產建設兵團(以下簡稱“兵團”)第八師石河子市(以下簡稱“師市”)是兵團直轄的一個縣級行政單位,位于新疆維吾爾自治區(qū)北部,面積457平方千米。師市擁有64萬人,其中少數(shù)民族3.2萬人,占5.4%。師市歷史上一度是兵團總部所在地(后總部遷至新疆維吾爾自治區(qū)首府烏魯木齊市),也是農八師實行師市合一管理體制的一個新興城市。師市是以農場為依托、以工業(yè)為主導、工農結合、城鄉(xiāng)結合、農工商一體化的軍墾新城,以“戈壁明珠”的美譽著稱于世。
2014年10月,國家發(fā)展與改革委員會、財政部批準了兵團上報師市北斗系統(tǒng)精準農業(yè)應用示范工程實施方案,并明確列入國家戰(zhàn)略性新興產業(yè)發(fā)展專項資金計劃。師市北斗系統(tǒng)精準農業(yè)應用示范工程,主要是圍繞兵團加快推進農業(yè)現(xiàn)代化的總體部署,以師市作為依托城市,建設北斗農機導航與位置服務平臺、地基增強系統(tǒng),開展應用政策與標準研究,部署應用5萬臺(套)北斗農業(yè)應用終端。該工程的總體目標是通過師市北斗區(qū)域精準農業(yè)應用示范工程建設,初步形成區(qū)域無縫覆蓋的師市北斗農機位置服務網和農業(yè)地基增強網,以農機精準作業(yè)、車輛高效管理、人員精細服務等為示范核心,形成北斗典型應用示范和推廣。該項目總投資14525萬元,計劃完成5萬臺(套)終端及相應平臺的建設工作,建設周期為3年,到2016年年底完成。通過項目實施,促進精準農業(yè)發(fā)展,提高農業(yè)收入,提升農業(yè)生產安全保障能力,推動北斗衛(wèi)星導航產業(yè)發(fā)展。項目建設周期為2014年至2016年,總投資2億元,其中國家計劃安排補助資金4900萬元。國家補助資金主要用于項目技術研發(fā)、產品研制和應用推廣。
2015年4月,該工程實施方案下發(fā)。目前,北斗導航自動駕駛系統(tǒng)已經為2016年春耕春播做出貢獻,深受團場歡迎;國產化北斗導航自動駕駛系統(tǒng)研究取得進展,能夠基本保證農機作業(yè)的要求;精準變量施肥技術及裝備研發(fā)與示范課題開始啟動,預期完成后可以減少棉花肥料使用30%以上。
☆ 裝有北斗導航自動駕駛系統(tǒng)的拖拉機
☆ 北斗導航自動駕駛終端
☆ 調研組在裝有北斗導航自動駕駛系統(tǒng)的拖拉機旁合影留念
黃金四月,播種希望。春耕不誤農時,田間地頭播種忙。2016年4月12日,中華人民共和國商務部投資促進事務局、北京空間科技信息研究所、中國科學院遙感與數(shù)字地球研究所、中關村空間信息產業(yè)技術聯(lián)盟、國家林業(yè)局規(guī)劃設計研究院共同組成調研組(以下簡稱“調研組”),對師市北斗衛(wèi)星應用導航精準農業(yè)應用現(xiàn)狀及需求進行調研。
自北斗導航衛(wèi)星系統(tǒng)正式提供區(qū)域服務以來,國內導航企業(yè)對農業(yè)機械進行了大量“北斗化”改造,北斗應用的精度優(yōu)勢將推動智慧農業(yè)快速發(fā)展,市場前景非常巨大。新疆生產建設兵團一臺臺裝有北斗導航自動駕駛系統(tǒng)的拖拉機投入使用,提高了春播生產工作效率。農機導航自動駕駛系統(tǒng)將北斗、GPS衛(wèi)星定位與車輛自動駕駛技術相結合,通過獲取精確的農機的位置、航向和姿態(tài),自動控制車輛方向,引導車輛根據(jù)事先設定的路線,嚴格地沿圓周、Z字形或者任意設定的路線行駛。作業(yè)精度更高,從而減少作業(yè)的遺漏和重疊,有效提高畝產,極大提高土地利用率??蓪崿F(xiàn)等行距作業(yè),有利于后期標準作業(yè)(如收獲),減少不必要的損失??梢詫崿F(xiàn)24小時作業(yè),并且可以在夜間和惡劣天氣下作業(yè),提高農機作業(yè)效率,降低對播種手的技能要求和減輕勞動強度。該系統(tǒng)在起壟、播種、噴藥、收獲等農田作業(yè)時都可以使用,可提高農業(yè)作業(yè)精度,提高農產品質量,實現(xiàn)精準農業(yè)。基于衛(wèi)星導航開展自動駕駛進行棉花播種,能一次完成鋪膜、鋪滴灌帶和播種一條龍作業(yè),1000m播行誤差不超過2cm,接茬準確率達到2cm,徹底解決了農機播種作業(yè)中出現(xiàn)的“播不直、接不上茬”的老大難問題。
☆ 未使用北斗導航自動駕駛系統(tǒng)的拖拉機鋪膜效果
☆ 使用北斗導航自動駕駛系統(tǒng)的拖拉機鋪膜效果
北斗導航自動駕駛產品輔助拖拉機在自動行駛過程中,按照自動規(guī)劃路徑保持了嚴整的直線、設定曲線行駛,實現(xiàn)了無起步彎、結合壟精準度5cm以內的效果,避免了鋪膜作業(yè)路線不直造成的土地浪費,配有北斗導航自動駕駛系統(tǒng)的農機管理調度效率提高30%以上,農作物產量提高約5%、燃油消耗節(jié)約10%。其工作原理是,通過實時差分(RTK)技術與車輛自動駕駛技術相結合,精確測量拖拉機的位置、航向和姿態(tài),自動調整車輛轉向,使車輛嚴格地保持直線、設定曲線或自動規(guī)劃路徑行駛,作業(yè)的置信度達到95%。農機精準導航與控制技術的應用推廣,可有效提高土地、種子、化肥、農藥的利用率,大幅提升農業(yè)生產效率,社會和經濟效益非常大。應用衛(wèi)星導航技術對受災棉田重新播種,接行誤差可以精確到小于2~3cm,可保證后續(xù)棉花機械收獲的實施,所以衛(wèi)星導航技術對災后重播也很有用。
現(xiàn)在自動駕駛系統(tǒng)的應用實現(xiàn)了精準播種、變量施肥(精準對行施肥)、精準對靶施藥、耕深監(jiān)控、耕地質量監(jiān)控等精準作業(yè)環(huán)節(jié)。采用衛(wèi)星導航自動駕駛技術,有諸多好處,可以提高作業(yè)精度、機車利用率、采棉機采凈率、土地利用率、中耕作業(yè)質量、植保作業(yè)質量、災害重播作業(yè)質量、殘膜回收率、中耕作物基肥的利用率等。
機車安裝北斗衛(wèi)星導航終端,不但提高了農機的作業(yè)質量,達到了精、準、快的要求,而且能夠減輕農機駕駛員的勞動強度。調研組從播種手處了解到,北斗導航自動駕駛系統(tǒng)安裝費用為8萬元,國家補貼3萬元,團場補貼1~2萬元,示范項目補貼1萬元,農民只需要支付2~3萬元就可以。春播時間必須搶時間爭速度,全力以赴搶時播種,保質保量打好春播第一仗。農業(yè)機械自動導航技術,可支持夜間作業(yè),大大減輕農事工作者的勞動強度。在棉花播種時用北斗終端自動駕駛技術可以保障24小時不間斷播種作業(yè),晚上可以種地,農業(yè)機械的利用率隨之大大提高。不安裝北斗導航自動駕駛系統(tǒng)的拖拉機將面臨著沒活干的局面。
☆ 播種手分享使用北斗導航自動駕駛系統(tǒng)的經驗
在座談會上,師市科技局副局長戚亮介紹到,該項目通過建立地基增強系統(tǒng)及產業(yè)技術聯(lián)盟兩大措施推進項目快速示范,產生效益。2016年師市已經啟動建設北斗導航地基增強系統(tǒng),目前以石總場北泉鎮(zhèn)科創(chuàng)大廈為基點已建成了1個地基增強系統(tǒng)基站,后續(xù)還將在149團等5地同步建設其他基站;并在149等團場完成了800多套北斗導航自動駕駛系統(tǒng)推廣任務,還在148、149團開展了1000戶“北斗三農手機”示范應用,項目期間共將在師市推廣3.5萬個服務三農的北斗手機終端。
☆ 座談會上,戚亮向調研組介紹北斗導航精準農業(yè)概況
為推動北斗導航技術在新疆兵團的應用,成立新疆兵團北斗導航精準農業(yè)應用產業(yè)技術創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟。2015年6月在中國農業(yè)大學成立籌備工作會,2015年12月兵團科技局已批準成立?,F(xiàn)在入會單位有40余家。將北斗導航精準農業(yè)應用的相關企業(yè)、高校、科研院所成立聯(lián)盟,共同推動北斗導航精準農業(yè)應用。兵團提供統(tǒng)一的辦公場所及服務站,具有暢通的聯(lián)系渠道,還將規(guī)劃建設精準農業(yè)示范展廳。
新疆及中亞地區(qū)空間信息應用,在農業(yè)、物流、生態(tài)、公共安全、防災減災等方面均有良好前景。北斗精準農業(yè)應用將立足師市,結合國家戰(zhàn)略頂層設計及國家重大工程,建設中巴經濟走廊,建設地基增強系統(tǒng)及星基增強系統(tǒng),向中亞及歐洲邁進。
☆ 北斗導航地基增強系統(tǒng)基站接收機
●贠敏 黃慶紅 張曼倩 時嘉邑 _綜合報道
鏈接:農機北斗導航自動駕駛系統(tǒng)已列入農業(yè)部《2015—2017年農機購置補貼指南》?!缎陆S吾爾自治區(qū)2015—2017年農業(yè)機械中央財政資金最高補貼額一覽表(2016年調整)》中顯示,精準農業(yè)用北斗終端(含漁船用)包括三類:一是液壓控制轉向機,直線精度±2.5cm的北斗導航自動駕駛系統(tǒng),補貼費用30000元;二是方向盤,直線精度±10cm的北斗導航輔助駕駛系統(tǒng),補貼費用15000元;三是陸地農業(yè)用北斗終端,補貼費用為400元。