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　　【智慧城市网 企业关注】在人工智能、5G、物联网等技术的应用背景下，导航技术逐渐应用于农业生产，尤其是农业机械应用中。基于此，本文对国内外卫星导航技术在农业生产中的应用进行了分析和阐述。
 

　　国外——农业巨头约翰迪尔开拓自主农业领域
 

　　1、卫星的机遇
 

　　农业巨头约翰迪尔(John Deere)在过去十年中投资了互联农业技术，现在拥有50万台连接到蜂窝无线网络的农业机器。该公司提供一整套精准农业工具，包括一个名为运营中心的农场管理系统，该系统将来自农场机器、人员和技术的数据汇集在一起。收集的海量农业数据量。每年种植和收获季节，约翰迪尔都是亚马逊网络服务最大的客户之一，其数据量之大可见一斑。
 

　　但上述功能只有在农民或机器连接到蜂窝网络时才实时工作。由于美国蜂窝网络覆盖率较低，当蜂窝网络不可用时，机器会收集数据，但就像处于“飞行模式”一样运行，直到连接到网络才能上传数据。在某些情况下，需要农民手动将信息上传到计算机。
 

　　约翰迪尔希望通过与卫星行业合作来改变这种状况，这种合作可能会为该行业开辟全新的应用领域。约翰迪尔在爱荷华州得梅因郊外的测试农场召集了多家卫星通信公司的代表，包括SpaceX的Starlink星座、OneWeb、休斯网络系统和洛 克希德马丁公司，宣布卫星通信征求建议书。约翰迪尔希望寻找卫星服务和坚固耐用的卫星终端，以连接数千台农业机械，并为他们提供始终在线的连接，覆盖蜂窝网络空白的地区。
 

　　2、从精准农业到自主农业
 

　　约翰迪尔公司的精准农业技术由其专有的StarFire网络实现，该网络可校正公共GNSS(卫星导航系统)信号，使其在农业应用中更加精确。约翰迪尔是少数几家拥有自己的全球卫星增强网络的公司，该网络能够支持约翰迪尔的农业机械自动驾驶和播种。基于该网络约翰迪尔开发了高精度的地理空间地图用于农业领域。
 

　　8R 自动拖拉机内的驾驶室。机器可以在没有驾驶员的情况下自动运行
 

　　约翰迪尔运营中心(John Deere Operations Center)也利用卫星图像和物联网为精准农业提供技术支持。该中心运行着来自合作伙伴的250多个软件应用程序，这些应用使用卫星图像，或整合来自第三方物联网传感器的数据，这些传感器数据可以通过卫星网络传输。
 

　　3、约翰迪尔为服务偏远用户着手探索卫星技术
 

　　约翰迪尔希望通过卫星将巴西和美国偏远地区的农场联网，同时部署先进的机械和软件，以更快地播种和收获作物。
 

　　公司高管表示，约翰迪尔需要广泛的网络连接性，以维护无人驾驶拖拉机和更新智能作物喷雾机。
 

　　公司表示，其卫星网络将向巴西农场和美国无法使用Wi-Fi的偏远地区传输信号。
 

　　该公司预计在2023年晚些时候选择一家卫星运营商，并在明年年底前开始向种植者推销卫星服务。
 

　　公司的目标是到2026年在其基于云的运营中心，增加100万台农场和建筑机械，其中多达10万台机器将通过卫星连接。
 

　　国内——北斗卫星导航改变农业生产
 

　　我国农业正迅速朝向智能化、科技化、规模化、自动化、机械化的方向发展。同时，卫星导航技术随着科技的发展，已经逐渐成为人们生产生活中重要的基础性设施。
 

　　在精准农业技术飞速发展的背景下，农业机械自动化、精细化作业对于位置精度的要求不断提高，高精度定位已经成为农业机械自动化、精细化作业应用中的必要条件。另外，针对农业生产，北斗卫星导航技术的应用能够为农业机械作业提供监管、农机操控、农场精细管理等多方面服务。
 

　　北斗卫星导航技术在农业生产中的应用优势与方式
 

　　北斗卫星导航系统能够在多个行业领域中充分应用，极大地推动相关应用行业领域发展与进步。北斗卫星导航系统具有诸多优势优点，将其应用在农业生产活动中，也能够从多个方面推动我国农业生产水平提高，促进我国农业向智能化、科技化、机械化的方向发展。下文对北斗卫星导航技术在农业生产中的应用进行了分析和阐述。
 

　　1、应用优势

 

　　北斗卫星导航技术在实际农业生产活动中应用，能够充分体现其诸多方面的功能，发挥优势作用。具体而言，北斗导航技术在农业中的应用首先能够节省农业生产劳动成本。北斗卫星导航系统与农业机械相结合，能够实现农业机械的无人驾驶，有效地代替人工操作，减少人力劳动强度，降低人力成本。在应用北斗卫星导航技术时，能够减少农业机械受到自然环境因素的影响，提高农业生产作业效率，并能够对农业机械进行适时地调整，保证农业作业质量与作业精度。
 

　　2、应用方式
 

　　2.1、土壤环境勘察
 

　　在实际的农业生产活动中，农作物在进行种植前需要对农田种植环境进行充分而全面的检测，对土壤环境进行技术勘察，并根据勘察所获得的相关参数信息，科学合理选择农作物的种植方案与种植计划。传统的人工土壤环境勘察作业效率较低，勘察结果准确性较差，导致农作物的种植方案科学性降低，不利于农业生产水平的提高。而将北斗卫星导航技术应用于土壤环境勘察中，能够准确地获取土壤采样位置信息，将化验后的土壤相关信息与采样位置信息进行结合，从而获得准确的土壤肥力分布图，实现对土壤环境的检测与分析，并能够全面地收集土壤中营养物质、水分以及化学结构信息，为农作物选择与种植提供数据保障与信息支持。
 

　　2.2、无人驾驶农机
 

　　北斗卫星导航技术还能够应用于农业机械的远程控制中，通过远程操控农业机械，做到农机现场无人驾驶。农业机械的无人驾驶的工作原理不同于人工智能控制，而是利用北斗卫星导航系统定位技术以及在农业机械上所安装的摄像机，实现农业机械运行信息参数的实时采集与上传，使控制中心的技术人员或是个体农业生产者能够实时掌握农业机械的工作运行状态，进行对应操作。通过安装在农业机械上的北斗导航终端，能够将农田数据信息与相应标准划分为不同区域，从而根据不同区域特点进行精确耕种，实现无人操作的精准农业作业。无人驾驶农机的应用极大地提高了农业生产耕作效率，并减少了农业劳动者的工作量，在保证高质量农业耕作作业的同时能够减少能源消耗与肥料的使用量。
 

　　2.3、农业航空
 

　　北斗导航技术同样可以应用于农业生产航空中，主要应用的方式为无人机自动喷施作业。利用北斗导航技术，能够根据不同农田区域存在的差异与区别，适当地施用化肥或是农药。当农用喷施飞机到达指定农田作业区域时，利用北斗卫星导航技术会对该农田作业区域基本信息进行分析，并将相关信息传递至控制中心，并对区域进行精准定位与自动导航，能够对农田作业区域发出命令指令，使无人机对指定区域进行药物的喷洒。北斗导航技术与农业航空的深度融合，在很大程度上促进我国农业机械领域的发展。从实际应用效果角度进行分析，北斗卫星导航系统在农业航空中的应用，不仅节省了农业劳动力，减少了农业劳动时间，也减少了农药与化肥的浪费，降低了农业生产成本。
 

　　2.4、收割机与播种机
 

　　当前，我国北斗卫星导航技术仍有发展应用的空间，将北斗卫星导航技术应用于收割机与播种机中，其原理是利用相关传感器，利用北斗卫星导航技术将农田区域进行数字化处理并进行分区，通过数据中心计算，获得整体农田农作物产量以及其他相关数据，获得产量分布图。在产量分布图数据信息的基础上，对收割机或播种机的运行参数进行调整，从而获得最佳的播种或收割方案，提高农作物播种或收割质量与效率的提升。在具体应用中，需要依照按需分配的方式合理配置机械設备，保证耕地科学性。
 

　　2.5、农机管理

 

　　传统农业生产活动中，农机作业监控工作的效率较为低下，应用现代化科技能力不足，农田作业机械化发展水平受到很大限制。将北斗卫星导航技术应用到农业机械管理中，能够提升农田作业监控能力，在北斗卫星导航技术应用过程中，其有着多种应用方法，如将农业机械导航感知单元安装在农业机械耕深传感器中，可以实现对农田现场作业的质量监控，并能够通过后台算法实现对农业机械作业面积的统计与计算。同时，北斗卫星导航技术的应用，能够全面地掌握每一台机器的具体位置以及每一台农业机械当前工作状态，通过计算机整理、分析整体农业机械的应用情况，保证农业机械作业的可靠性，相关技术人员也能够第一时间获知农业机械出现的故障问题，以便迅速进行处理和解决。
 

　　3、未来发展趋势
 

　　从当前我国农业发展角度以及北斗卫星导航技术的发展来看，其未来发展趋势主要有两个方面：第一，向高适应能力方向发展。由于农业机械在实际应用中的工作环境较为恶劣，因此北斗卫星导航技术的应用需要具有较强的适应性，从而能够满足不同条件与情况下的农业机械操作。只有保证北斗卫星导航技术在农业机械中具有一定的适应性，才能够尽可能减少农业机械应用中受到各方面因素的影响，保证农业机械的工作和运行效率。第二，向实用方向发展。北斗卫星导航技术在农业生产中应用，必须向更加实用的方向发展，在北斗卫星导航系统定位与导航控制下，农业机械正朝着自动化、无人化、智能化运行方向发展。例如，在我国平原地区大面积的农田中，应用北斗卫星导航技术对农田状态进行绘图，并利用相关处理技术配合标准化农业，能够获得农田区域的整体信息情况，获取农田土壤的相关参数指标，如土壤湿度、温度、化学成分等。同时，北斗卫星导航技术在农业气象上也能够很好地进行应用，如利用北斗卫星导航技术进行天气预报等，从而更好地对农业生产进行指导。