摘要：近年來，隨著我國科技水平的不斷提高以及農業(yè)現代化的飛速發(fā)展，農業(yè)機械化、規(guī)模化、智慧化、科技化水平得到了顯著的提高。同時，在人工智能、5G、物聯網等技術的應用背景下，導航技術逐漸應用于農業(yè)生產，尤其是農業(yè)機械應用中?；诖耍恼聦Ρ倍沸l(wèi)星導航技術在農業(yè)生產中的應用進行了分析和闡述，以進一步提高北斗衛(wèi)星導航技術在農業(yè)生產中的應用效果，進一步提高我國農業(yè)現代化水平。

關鍵詞：北斗衛(wèi)星導航;農業(yè)機械;應用分析;未來發(fā)展

中圖法分類號：S23文獻標識碼：A

Application of Beidou satellite navigation technology in agricultural production

ZHANG Yingjie

（China Communication System Co.，Ltd.，Hebei Branch，Shijiazhuang，050081，China）

Abstract： In recent years， with the continuous improvement of my country's scientific and technological level and the rapid development of agricultural modernization，the level of agricultural mechanization， scale， intelligence and technology has been significantly improved. At the same time， in the context of the application of artificial intelligence， 5G， Internet of things and other technologies， navigation technology has gradually been applied in agricultural production， especially in agricultural machinery applications. Based on this， the article analyzes and expounds the application of Beidou satellite navigation technology in agricultural production， in order to further improve the application effect of Beidou satellite navigation technology in agricultural production，and promote the further improvement of my country's agricultural modernization level.

Key words：Beidou satellite navigation， agricultural machinery，applicationanalysis，future development

我國農業(yè)正迅速朝向智能化、科技化、規(guī)?；?、自動化、機械化的方向發(fā)展。同時，衛(wèi)星導航技術隨著科技的發(fā)展，已經逐漸成為人們生產生活中重要的基礎性設施。當前，我國北斗衛(wèi)星導航系統組網成功，能夠為用戶提供高精度位置的服務，且高精度位置服務也逐漸應用于交通運輸、海洋漁業(yè)、水文監(jiān)測、生態(tài)保護等諸多領域。在精準農業(yè)技術飛速發(fā)展的背景下，農業(yè)機械自動化、精細化作業(yè)對于位置精度的要求不斷提高，高精度定位已經成為農業(yè)機械自動化、精細化作業(yè)應用中的必要條件。另外，針對農業(yè)生產，北斗衛(wèi)星導航技術的應用能夠為農業(yè)機械作業(yè)提供監(jiān)管、農機操控、農場精細管理等多方面服務。

1概述

北斗衛(wèi)星導航系統由我國獨立自主建造并運營，其建設與應用的目標在于滿足國家安全以及社會經濟發(fā)展需求，旨在為全球用戶提供全天候、全天時的高精度定位、導航與授時服務，是我國重要的空間基礎設施。20世紀末，我國開始探索適合國情的衛(wèi)星導航系統，并逐漸形成了“三步走”的發(fā)展戰(zhàn)略。具體而言，到2000年底，我國北斗一號衛(wèi)星導航系統建成，能夠為國內相關領域提供相應的服務;到2012年底，北斗二號衛(wèi)星導航系統建成，為亞洲太平洋地區(qū)相關領域提供相應服務;在2020年前，建立北斗衛(wèi)星全球體系，從而能夠為全球提供服務。隨著我國北斗衛(wèi)星導航系統的逐漸成熟與完善，現已成功建立北斗衛(wèi)星全球體系，遠景目標在2035年前建設并不斷完善更加普及、更加智能的綜合時空體系。北斗衛(wèi)星導航系統包括空間段、地面段與用戶段三個組成部分，空間段由若干地球靜止軌道衛(wèi)星、傾斜地球同步軌道衛(wèi)星和中圓地球軌道衛(wèi)星等組成;地面段由主控站、時間同步/注入站和監(jiān)測站等若干地面站組成;用戶段包括北斗兼容其他衛(wèi)星導航系統的芯片、模塊、天線、終端等產品。

在我國北斗衛(wèi)星系統建設與服務能力不斷發(fā)展與提高的背景下，北斗衛(wèi)星系統的相關產品逐漸深入應用到社會生產生活的各個方面，為社會與經濟的發(fā)展注入新的活力。近年來，我國對于北斗導航技術在農業(yè)機械中的應用給予了大力支持，具備北斗導航終端的農業(yè)機械能夠獲得不同程度的財政補貼支持，越來越多的農機企業(yè)開始生產制造具備北斗導航終端的相關農業(yè)機械設備產品，為我國精準農業(yè)的發(fā)展以及農業(yè)生產質量水平的提高創(chuàng)造了有利條件。

2北斗衛(wèi)星導航技術在農業(yè)生產中的應用優(yōu)勢與方式

北斗衛(wèi)星導航系統能夠在多個行業(yè)領域中充分應用，極大地推動相關應用行業(yè)領域發(fā)展與進步。北斗衛(wèi)星導航系統具有諸多優(yōu)勢優(yōu)點，將其應用在農業(yè)生產活動中，也能夠從多個方面推動我國農業(yè)生產水平提高，促進我國農業(yè)向智能化、科技化、機械化的方向發(fā)展。下文對北斗衛(wèi)星導航技術在農業(yè)生產中的應用進行了分析和闡述。

2.1應用優(yōu)勢

北斗衛(wèi)星導航技術在實際農業(yè)生產活動中應用，能夠充分體現其諸多方面的功能，發(fā)揮優(yōu)勢作用。具體而言，北斗導航技術在農業(yè)中的應用首先能夠節(jié)省農業(yè)生產勞動成本。北斗衛(wèi)星導航系統與農業(yè)機械相結合，能夠實現農業(yè)機械的無人駕駛，有效地代替人工操作，減少人力勞動強度，降低人力成本。在應用北斗衛(wèi)星導航技術時，能夠減少農業(yè)機械受到自然環(huán)境因素的影響，提高農業(yè)生產作業(yè)效率，并能夠對農業(yè)機械進行適時地調整，保證農業(yè)作業(yè)質量與作業(yè)精度。2.2應用方式

2.2.1土壤環(huán)境勘察

在實際的農業(yè)生產活動中，農作物在進行種植前需要對農田種植環(huán)境進行充分而全面的檢測，對土壤環(huán)境進行技術勘察，并根據勘察所獲得的相關參數信息，科學合理選擇農作物的種植方案與種植計劃。傳統的人工土壤環(huán)境勘察作業(yè)效率較低，勘察結果準確性較差，導致農作物的種植方案科學性降低，不利于農業(yè)生產水平的提高。而將北斗衛(wèi)星導航技術應用于土壤環(huán)境勘察中，能夠準確地獲取土壤采樣位置信息，將化驗后的土壤相關信息與采樣位置信息進行結合，從而獲得準確的土壤肥力分布圖，實現對土壤環(huán)境的檢測與分析，并能夠全面地收集土壤中營養(yǎng)物質、水分以及化學結構信息，為農作物選擇與種植提供數據保障與信息支持。

2.2.2作物成長監(jiān)控

在農業(yè)生產過程中，農作物的生長周期較長，其生長情況受到多方面因素，如天氣條件、土壤、水源、施肥量等影響，在農作物生長過程中，對農作物進行監(jiān)控，強化農作物生長種植過程中的管理工作，有著重要的價值和意義。目前，在傳統的農業(yè)生產工作模式下，農作物生長人工監(jiān)測監(jiān)控的方式存在諸多的不足與問題，如管理工作不到位、監(jiān)視工作效率低等。而將北斗衛(wèi)星導航系統應用于農作物生長監(jiān)控中，能夠利用北斗衛(wèi)星定位技術，發(fā)現農作物目標，并利用傳感器等裝置將農作物生長狀態(tài)、病蟲害信息等進行傳輸、傳遞，從而有效地實現對農作物生長的監(jiān)控，為農業(yè)生產管理工作決策提供參考與幫助。

2.2.3無人駕駛農機

北斗衛(wèi)星導航技術還能夠應用于農業(yè)機械的遠程控制中，通過遠程操控農業(yè)機械，做到農機現場無人駕駛。農業(yè)機械的無人駕駛的工作原理不同于人工智能控制，而是利用北斗衛(wèi)星導航系統定位技術以及在農業(yè)機械上所安裝的攝像機，實現農業(yè)機械運行信息參數的實時采集與上傳，使控制中心的技術人員或是個體農業(yè)生產者能夠實時掌握農業(yè)機械的工作運行狀態(tài)，進行對應操作。通過安裝在農業(yè)機械上的北斗導航終端，能夠將農田數據信息與相應標準劃分為不同區(qū)域，從而根據不同區(qū)域特點進行精確耕種，實現無人操作的精準農業(yè)作業(yè)。無人駕駛農機的應用極大地提高了農業(yè)生產耕作效率，并減少了農業(yè)勞動者的工作量，在保證高質量農業(yè)耕作作業(yè)的同時能夠減少能源消耗與肥料的使用量。

2.2.4農業(yè)航空

北斗導航技術同樣可以應用于農業(yè)生產航空中，主要應用的方式為無人機自動噴施作業(yè)。利用北斗導航技術，能夠根據不同農田區(qū)域存在的差異與區(qū)別，適當地施用化肥或是農藥。當農用噴施飛機到達指定農田作業(yè)區(qū)域時，利用北斗衛(wèi)星導航技術會對該農田作業(yè)區(qū)域基本信息進行分析，并將相關信息傳遞至控制中心，并對區(qū)域進行精準定位與自動導航，能夠對農田作業(yè)區(qū)域發(fā)出命令指令，使無人機對指定區(qū)域進行藥物的噴灑。北斗導航技術與農業(yè)航空的深度融合，在很大程度上促進我國農業(yè)機械領域的發(fā)展。從實際應用效果角度進行分析，北斗衛(wèi)星導航系統在農業(yè)航空中的應用，不僅節(jié)省了農業(yè)勞動力，減少了農業(yè)勞動時間，也減少了農藥與化肥的浪費，降低了農業(yè)生產成本。

2.2.5收割機與播種機

當前，我國北斗衛(wèi)星導航技術仍有發(fā)展應用的空間，將北斗衛(wèi)星導航技術應用于收割機與播種機中，其原理是利用相關傳感器，利用北斗衛(wèi)星導航技術將農田區(qū)域進行數字化處理并進行分區(qū)，通過數據中心計算，獲得整體農田農作物產量以及其他相關數據，獲得產量分布圖。在產量分布圖數據信息的基礎上，對收割機或播種機的運行參數進行調整，從而獲得最佳的播種或收割方案，提高農作物播種或收割質量與效率的提升。在具體應用中，需要依照按需分配的方式合理配置機械設備，保證耕地科學性。

2.2.6農機管理

傳統農業(yè)生產活動中，農機作業(yè)監(jiān)控工作的效率較為低下，應用現代化科技能力不足，農田作業(yè)機械化發(fā)展水平受到很大限制。將北斗衛(wèi)星導航技術應用到農業(yè)機械管理中，能夠提升農田作業(yè)監(jiān)控能力，在北斗衛(wèi)星導航技術應用過程中，其有著多種應用方法，如將農業(yè)機械導航感知單元安裝在農業(yè)機械耕深傳感器中，可以實現對農田現場作業(yè)的質量監(jiān)控，并能夠通過后臺算法實現對農業(yè)機械作業(yè)面積的統計與計算。同時，北斗衛(wèi)星導航技術的應用，能夠全面地掌握每一臺機器的具體位置以及每一臺農業(yè)機械當前工作狀態(tài)，通過計算機整理、分析整體農業(yè)機械的應用情況，保證農業(yè)機械作業(yè)的可靠性，相關技術人員也能夠第一時間獲知農業(yè)機械出現的故障問題，以便迅速進行處理和解決。

3北斗衛(wèi)星導航技術應用存在的問題

3.1地區(qū)差異大

我國幅員遼闊，耕地面積較大，不同地區(qū)之間農業(yè)生產用地的地形地貌存在著較大的差異，除了華北平原以及東北平原地區(qū)農耕地區(qū)大面積相連外，我國其余地區(qū)則存在著地形連接不平、地塊面積小等問題，并不適合大規(guī)模農業(yè)機械作業(yè)。同時，受到土壤、氣候、海拔等因素的影響和干擾，導致我國農業(yè)機械自動化程度難以提高，不利于北斗衛(wèi)星導航技術推廣應用。

3.2技術難度大且人才匱乏

北斗衛(wèi)星導航定位技術屬于高精尖技術，其涉及諸多領域，因此若要單獨研發(fā)應用于農業(yè)生產作業(yè)的導航技術，則會面臨較多的問題。由于當前我國相關人才較為匱乏，會進一步限制和影響農業(yè)機械北斗衛(wèi)星導航技術的應用與發(fā)展。

3.3應用費用較高

當前，我國北斗衛(wèi)星導航全球布網已經完成，但實際應用范圍仍然相對較小，在農業(yè)生產以及農業(yè)機械上的應用仍處于起步階段，且北斗衛(wèi)星導航技術在實際應用中的安全成本與使用成本較高，許多農業(yè)生產者或是農村家庭難以負擔高昂的應用費用，這也在一定程度上限制了北斗衛(wèi)星導航技術的發(fā)展與應用。

3.4應用難度較大

北斗衛(wèi)星導航技術的應用涉及諸多新興科技，如物聯網技術、人工智能技術、5G技術等，這些技術的良好應用一般情況下需要進行專業(yè)的培訓與培養(yǎng)。農民若要學習和應用北斗衛(wèi)星導航技術，具有一定的難度，難以處理和解決北斗衛(wèi)星導航技術應用中出現的問題。而當前專業(yè)的北斗衛(wèi)星導航技術服務工作人員數量較少，其專業(yè)服務水平參差不齊。除此之外，當前我國市場中能夠應用于農業(yè)機械上的衛(wèi)星定位產品存在諸多的不足和問題，如功能單一、質量不高、性能較低等，也會影響北斗衛(wèi)星導航技術的實際應用。

4未來發(fā)展趨勢

從當前我國農業(yè)發(fā)展角度以及北斗衛(wèi)星導航技術的發(fā)展來看，其未來發(fā)展趨勢主要有兩個方面：第一，向高適應能力方向發(fā)展。由于農業(yè)機械在實際應用中的工作環(huán)境較為惡劣，因此北斗衛(wèi)星導航技術的應用需要具有較強的適應性，從而能夠滿足不同條件與情況下的農業(yè)機械操作。只有保證北斗衛(wèi)星導航技術在農業(yè)機械中具有一定的適應性，才能夠盡可能減少農業(yè)機械應用中受到各方面因素的影響，保證農業(yè)機械的工作和運行效率。第二，向實用方向發(fā)展。北斗衛(wèi)星導航技術在農業(yè)生產中應用，必須向更加實用的方向發(fā)展，在北斗衛(wèi)星導航系統定位與導航控制下，農業(yè)機械正朝著自動化、無人化、智能化運行方向發(fā)展。例如，在我國平原地區(qū)大面積的農田中，應用北斗衛(wèi)星導航技術對農田狀態(tài)進行繪圖，并利用相關處理技術配合標準化農業(yè)，能夠獲得農田區(qū)域的整體信息情況，獲取農田土壤的相關參數指標，如土壤濕度、溫度、化學成分等。同時，北斗衛(wèi)星導航技術在農業(yè)氣象上也能夠很好地進行應用，如利用北斗衛(wèi)星導航技術進行天氣預報等，從而更好地對農業(yè)生產進行指導。

5結語

在農業(yè)生產領域中，北斗衛(wèi)星導航技術的應用具有諸多優(yōu)勢，能夠從多個方面推動我國農業(yè)現代化、智能化、科技化發(fā)展，對提升農業(yè)生產效率、作業(yè)質量有著重要的影響。本文對北斗衛(wèi)星導航技術在農業(yè)生產中的應用進行了分析和闡述，從多方面進行研究和總結，希望能夠進一步推動我國農業(yè)與北斗衛(wèi)星導航技術的融合發(fā)展。

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作者簡介：

張英杰（1983—），本科，工程師，研究方向：衛(wèi)星導航。