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gps導航計算機畢業設計開題報告精選
添加時間:2017-11-13

  全球衛星定位系統(GPS)能全天候全天時提供高精度的位置、速度和時間信息,在軍事和民用上顯現出越來越重要的用途,其應用前景遠遠超出人們的想象。盡管GPS已成為高精度的導航定位系統,但它仍存在一些重大誤差源。只有深刻理解這些誤差,才能了解GPS的局限性,才能削弱這些誤差的影響。我們在這里和大家分享一篇gps導航計算機畢業設計開題報告
  
  題目:嵌入式農機GPS導航及變量施肥控制技術的研究
  
  一、研究的意義
  
  精準農業,也叫精確農業(Precisionagriculture),是在20世紀90年代,為了倡導環境保全型的農業,由美國明尼蘇達大學的土壤學者的提出。通過使用科學技術手段,從而讓農田內不同單元小區的農業生產的投入為最經濟和科學合理的,以達到獲得經濟、環境等方面最高的回報目的,從而實現農業生產的精準管理的方式,這種方式是精準農業技術思想的實質。
  精準農業的技術核心是用信息技術改造傳統農業,將全球定位系統,地理信息系統等高新技術集成起來,實現農業可持續發展目標。拖拉機是實施精準農業所必須的物質載體,它可以與附裝的、懸掛的或牽引的的農機具一起完成起壟、播種、施肥、噴藥等大部分田間作業。
  精準農業的技術體系可以分成兩類,一是基于3S技術的精準農業,另一類基于傳感器技術的精準農業。
  基于3S技術的精準農業,也被稱為基于地圖的精準農業(Map-basedapproach),是以地理信息系統(GIS)、全球衛星定位系統(GPS)、遙感技術(RS)和計算機自動控制系統為其主要核心。農業信息的重要組成部分是精準農業,特點是在土壤的監測和作物信息數據分析使用地理信息系統,作為屬性數據,并與矢量化地圖數據一起制成具有實效性和可操作性的田間管理信息系統。
  基于傳感器的精準農業(Sensor-basedapproach),可以通過使用傳感器及時性的特點,測定所需的特性,如土壤、作物等,對這些測得的信息,經過快速的數據處理以后,就可以直接用于控制變量管理,所以,這種操作可以不依賴GPS系統的支持,同樣也不依賴GIS的支持。
  從當前的研究進展得知,以3S技術為基礎的精準農業的應用較為普遍,主要原因是因為田間實時傳感器昂貴,精度差。另一方面,采用GPS定位技術和GIS技術相結合的方法,對土壤的取樣、產量的實時監測、遙感、土壤地圖的繪制等都非常的便利,加上統計學、作物模擬的多種方法,使得以3S技術為基礎的精準農業的應用模式更為普遍。
  隨著勞動生產率的挑高,農用拖拉機向大型化方向的發展,這種趨勢在歐洲和北美表現尤為明顯。近幾年,在我國東北地區,其發展勢頭也日益迅猛,另外,現代農業作業要求作業速度越來越快、作業幅寬越來越寬、作業質量越來越高,其結果就是人們越來越依賴少數幾臺功率較大的拖拉機,并迫切需要能夠最大限度的提高這些拖拉機的作業效率。這也對駕駛員的操作水平提出了越來越高的要求,駕駛員的工作負荷也越來越大。在高速寬幅作業機械行進過程,要求駕駛員操縱作業機械精確的沿作物行間隙或預定路線行走。
  我國目前的農業生產比較落后,普遍存在資源利用率低,投入產出率低的的現象。現有農業生產主要基于農業原料(如化肥等)的大量投入條件下獲得的,由于盲目的施用大量的化肥,化肥投入量大,每年單位耕地面積化肥投入量高于世界平均水平的3倍多。
  嵌入式農機GPS導航及變量施肥控制系統綜合運用了嵌入式技術、GPS、GIS和計算機編程等技術。
  GPS和GIS技術是嵌入式農機GPS導航及變量施肥控制系統的核心技術,如何利用相關的技術提高嵌入式農機GPS導航及變量施肥控制系統的整體性能正處于不斷的發展與完善中,開展針對基于GPS和GIS技術的研究不僅可以提高系統的性能,而且還提高系統的可靠性。
  綜上所述,通過對嵌入式農機GPS導航及變量施肥控制系統的應用研究,可以提高對農業機械的控制和駕駛水平,保障農業機械作業時,可以安全、高效的進行。不斷完善嵌入式農機GPS導航及變量施肥控制系統的研究,相當于提高了農業機械的作業效率、降低駕駛員的工作量,減輕駕駛員的生理和心理上的負擔;而且眾所周知,一些農田作業環境非常惡劣,如實施農藥和化肥的噴灑作業時,會對駕駛員身體產生一定的危害。嵌入式農機GPS導航及變量施肥控制系統有利于提高勞動生產效率、降低駕駛難度、提高作業質量,將駕駛員從惡劣環境中解放出來。因此,開展研究嵌入式農機GPS導航及變量施肥控制系統的應用研究是非常有必要的,對實現我國農業機械的現代化發展意義非常的重大。
  
  二、國內外研究現狀
  
  國外研究動態目前,世界上對精準農業的實踐應用到很多方面,例如配方施肥,精量播種,病蟲害防治,雜草清除和水分管理,都有精準農業的參與。在一些發達國家中,精準農業已經成為對合理使用農業資源、改善生態環境和農業可持續發展的科學技術基礎。在發達國家,為改善生態環境和農業的可持續發展,對農業資源合理的使用,在精準農業的研究上已投入大量人力和物力,而且還成立了專門的研究機構,并且在大學里面設立與精準農業有關的課程體系。
  發展精準農業最早的國家是美國,目前,美國連接到互聯網的農民約為51%,使用直升機進行耕作管理的農場為20%,許多大中型農場都安裝了GPS定位系統。這些對高新技術的應用,在美國成為農業信息化的主要內容,同時也打造出美國的精準農業體系。
  在美國,在甜菜、小麥、玉米和大豆等作物的種植上,廣泛的使用精準農業技術。美國CASE和美國JOHNDEERE研究開發出一套準精準農業機械裝備,包括:大型氣力輸送試變量施肥播種機,聯合收獲機產量檢測系統,大型自走式變量噴藥機,農機作業GPS導航自動駕駛裝置。
  在上世紀70年代,世界許多工程師,對農田機械的自動導航進行了研究。
  比較具有代表性的國家主要以美國、日本、歐洲等發達國家。美國的Conner等人,試驗是以JoneDeere7800拖拉機為平臺,將4個獨立的GPS安裝在駕駛倉外,產生的定位信息頻率是10Hz,從而達到了以4天線載波相位的GPS導航目的,定位精度達到了2.5cm.斯坦福大學也同樣也以JoneDeere拖拉機為試驗平臺,使用4個DGPS座位導航儀器,由試驗結果可以知道,在以速度為3.25公里/小時的直線行駛中,其最大偏差的值為2.5cm.
  1998年Noguchi等人采用ExtendedKalmanFilter(EKF)對機器視覺、PTK-GPS、GDS融合導航問題進行了研究,對3種傳感器的4種不同的組合方式的導航控制進行了相關的試驗研究,其中包括RTK-GPS(精度±20cm)與GDS融合后的導航精度達到±8.4cm.
  

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