摘要：隨著我國農(nóng)業(yè)機(jī)械導(dǎo)航技術(shù)的發(fā)展，農(nóng)業(yè)機(jī)械導(dǎo)航的應(yīng)用越來越廣泛，同時(shí)也極大地促進(jìn)了我國農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。為此，文章首先簡要介紹了農(nóng)業(yè)機(jī)械導(dǎo)航的關(guān)鍵技術(shù)，然后分析了我國農(nóng)業(yè)機(jī)械導(dǎo)航技術(shù)的現(xiàn)狀，主要分為導(dǎo)航感知、控制決策、車輛轉(zhuǎn)向控制3個(gè)方面，有針對性地提出了適合我國農(nóng)業(yè)國情發(fā)展方向的意見和看法，最后預(yù)測展望了我國農(nóng)業(yè)未來發(fā)展趨勢。

關(guān)鍵詞：農(nóng)業(yè)機(jī)械導(dǎo)航；農(nóng)機(jī)精細(xì)化；智能化管理

1農(nóng)業(yè)機(jī)械導(dǎo)航關(guān)鍵技術(shù)研究現(xiàn)狀

農(nóng)業(yè)機(jī)械導(dǎo)航的關(guān)鍵技術(shù)主要有3個(gè)方面，分別是導(dǎo)航感知、控制決策和車輛的轉(zhuǎn)向控制，這三者互相協(xié)作，共同推進(jìn)了農(nóng)業(yè)機(jī)械導(dǎo)航的運(yùn)作，缺一不可。（1）導(dǎo)航感知。導(dǎo)航感知主要是利用導(dǎo)航幫助農(nóng)業(yè)機(jī)械進(jìn)行定位，導(dǎo)航感知又分為機(jī)器視覺、GPS定位系統(tǒng)、慣性導(dǎo)航等方法。機(jī)器視覺是利用計(jì)算機(jī)和攝像頭等來代替人的眼睛以識(shí)別路線避開障礙物的方法，但由于精確度較難控制，在數(shù)據(jù)處理時(shí)與車輛行駛時(shí)的同步性較差；GPS是利用衛(wèi)星給車輛提供位置信息的，通過計(jì)算基站到衛(wèi)星的距離來獲得農(nóng)機(jī)的相對坐標(biāo)。慣性導(dǎo)航是通過傳感器，利用積分、運(yùn)算得到農(nóng)機(jī)的速度和位置達(dá)到車輛目的地的導(dǎo)航方法。（2）控制決策?？刂茮Q策系統(tǒng)主要是根據(jù)農(nóng)業(yè)進(jìn)行中的實(shí)際情況來調(diào)整車輛的前進(jìn)路線和方向，為農(nóng)機(jī)提供最簡化精確前進(jìn)路線，提高農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)效率。生活中比較常見的控制技術(shù)主要有PID控制技術(shù)、模糊控制技術(shù)等。PID控制技術(shù)相對于其他控制技術(shù)來說產(chǎn)生的時(shí)間要早，發(fā)展程度也就比較成熟，應(yīng)用范圍較廣；模糊控制技術(shù)可以幫助行駛錯(cuò)誤的車輛找到正確的行使路徑，引導(dǎo)車輛正常行駛，相對于PID控制技術(shù)而言，可以收集全面的數(shù)據(jù)信息，具有更廣的適用范圍。（3）車輛轉(zhuǎn)向控制。車輛轉(zhuǎn)向控制主要是依據(jù)模塊，利用計(jì)算機(jī)、方向切換等裝置設(shè)備，根據(jù)現(xiàn)場環(huán)境的不同對車輛的行進(jìn)速度、方向等方面進(jìn)行控制調(diào)節(jié)，以滿足不同地區(qū)，不同環(huán)境對不同生產(chǎn)方式的需求。目前，車輛轉(zhuǎn)向控制的方法主要有兩種，一種是通過安裝電機(jī)，通過控制電機(jī)來實(shí)現(xiàn)車輛的轉(zhuǎn)向和變速；另一種是通過控制液壓節(jié)流口的大小來是、完成車輛的自動(dòng)轉(zhuǎn)向。

2我國農(nóng)業(yè)導(dǎo)航技術(shù)未來的優(yōu)化發(fā)展方向

（1）擴(kuò)大導(dǎo)航環(huán)境基礎(chǔ)信息資源。我國土地資源遼闊，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境復(fù)雜多樣，需要農(nóng)業(yè)導(dǎo)航機(jī)械擁有多種能夠適應(yīng)不同地區(qū)環(huán)境的導(dǎo)航技術(shù)。比如說，我國的山地環(huán)境，由于樹木的覆蓋遮擋會(huì)干擾信號的傳達(dá)，這種情況下相關(guān)的信息技術(shù)人員就應(yīng)該避免使用衛(wèi)星導(dǎo)航等技術(shù)，增加當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境信息資源來進(jìn)行導(dǎo)航。由此可以看出為更好地完成不同地區(qū)、不同環(huán)境的生產(chǎn)作業(yè)，就需要擴(kuò)大導(dǎo)航的環(huán)境基礎(chǔ)信息資源，方便人們可以因地制宜采取不同的導(dǎo)航技術(shù)策略。（2）完善導(dǎo)航技能，農(nóng)機(jī)精細(xì)化。導(dǎo)航控制是一個(gè)復(fù)雜的控制系統(tǒng)，因此為應(yīng)對不同環(huán)境的需求就需要多種控制技術(shù)的融合。我國的農(nóng)業(yè)機(jī)械導(dǎo)航技術(shù)與農(nóng)機(jī)生產(chǎn)的配合還缺少實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，以及農(nóng)業(yè)機(jī)械本身性能還不完善。我國的農(nóng)業(yè)機(jī)械自身還存在著大噪音、高故障率等問題，而這些都對導(dǎo)航工作帶來了較大的影響，這就需要相關(guān)的企業(yè)廠家提高機(jī)械制造的精確度，開發(fā)相關(guān)的防干擾設(shè)備。在現(xiàn)在農(nóng)業(yè)化生產(chǎn)中完全可以利用GPS技術(shù)，幫助農(nóng)業(yè)進(jìn)行精準(zhǔn)化定位，提高農(nóng)業(yè)機(jī)械的運(yùn)行效率和速度，最終實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理精細(xì)化。例如，最開始在發(fā)現(xiàn)GPS信號經(jīng)常會(huì)在橘林中被干擾的情況，相關(guān)研究學(xué)者就將機(jī)器視覺、雷達(dá)激光和組再加上旋轉(zhuǎn)編碼器自動(dòng)導(dǎo)航系統(tǒng)進(jìn)行融合研究，最終產(chǎn)生了可以在果林中準(zhǔn)確自動(dòng)行駛的導(dǎo)航農(nóng)機(jī)，在彎道行駛時(shí)的的誤差也控制在了2.5cm的精確度內(nèi)。在導(dǎo)航過程中，不僅高壯的樹林會(huì)對信號產(chǎn)生干擾，地上的雜草也會(huì)對視覺導(dǎo)航過程產(chǎn)生影響，由此經(jīng)過相關(guān)學(xué)者的不斷研究最終設(shè)計(jì)出了可在導(dǎo)航中減少雜草影響的可獨(dú)立進(jìn)行的機(jī)械視覺系統(tǒng)，最終可達(dá)到6cm左右的精確度。完善農(nóng)業(yè)機(jī)械導(dǎo)航技術(shù)可以幫助提升農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率，減少不必要的浪費(fèi)，節(jié)約成本，從而幫助農(nóng)民提高平均產(chǎn)值。比如，可以通過先調(diào)查相關(guān)土地的土壤營養(yǎng)成分狀況，參照不同品種的農(nóng)作物所需要的施肥量，在結(jié)合GIS、計(jì)算機(jī)等技術(shù)幫助農(nóng)機(jī)合理施肥，減少不必要的肥料浪費(fèi)。（3）實(shí)現(xiàn)農(nóng)機(jī)智能化、生態(tài)化管理。農(nóng)業(yè)機(jī)械的智能化程度越高，也就意味著農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)的生產(chǎn)率越高，不僅可以使農(nóng)民從繁重的農(nóng)活中解放一部分出來，為農(nóng)民所帶來的利益也更高。將GPS導(dǎo)航技術(shù)運(yùn)用到農(nóng)機(jī)生產(chǎn)中，不僅可以實(shí)時(shí)監(jiān)控農(nóng)作物的產(chǎn)量，還能通過計(jì)算機(jī)系統(tǒng)檢測農(nóng)作物的質(zhì)量并生成圖表，讓結(jié)果更加簡單明了。農(nóng)業(yè)部門要想促進(jìn)農(nóng)機(jī)導(dǎo)航技術(shù)的發(fā)展就需要與現(xiàn)代計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相結(jié)合，將農(nóng)業(yè)新文化、新思想應(yīng)用到整個(gè)農(nóng)業(yè)部門管理中。與現(xiàn)代技術(shù)、思想融合，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)精細(xì)化、生態(tài)化管理，不僅可以充分整合利用全國的土地資源，還能保護(hù)生態(tài)環(huán)境不會(huì)因過度使用土體而被破壞，使我國的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)可以健康可持續(xù)發(fā)展。

摘要：當(dāng)前多個(gè)全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)（GNSS）信號的頻率及體制不同，傳統(tǒng)的基于超外差或低中頻架構(gòu)的無線接收機(jī)需要在模擬域通過復(fù)雜的模擬電路進(jìn)行下變頻、濾波、放大、模數(shù)轉(zhuǎn)換等信號處理，且需要多個(gè)模擬通道來處理多模信號，這給多模導(dǎo)航一體化SoC芯片的設(shè)計(jì)帶來了極大的挑戰(zhàn)。針對上述情況，文中基于模擬最小化、數(shù)字最大化的思想，通過芯片內(nèi)部集成高增益射頻放大器、低功耗的高速模數(shù)轉(zhuǎn)換器、低抖動(dòng)的時(shí)鐘鎖相環(huán)以及數(shù)字信號處理的基帶處理及CPU電路，創(chuàng)新性地提出一種基于軟件無線電架構(gòu)的多模導(dǎo)航SoC芯片。然后，進(jìn)行55nmCMOS工藝電路設(shè)計(jì)、版圖設(shè)計(jì)、仿真及硅流片驗(yàn)證。測試結(jié)果表明，文中的SoC芯片具備多模導(dǎo)航功能，定位精度可達(dá)到2.5m，授時(shí)精度為55.9ns，測速精度為0.06m/s，功耗為81mW，芯片面積大小為6230μm×4480μm。所提出的多模導(dǎo)航SoC芯片與市場主流產(chǎn)品性能相當(dāng)，可滿足導(dǎo)航系統(tǒng)需求。

關(guān)鍵詞：SoC芯片；多模導(dǎo)航；軟件無線電架構(gòu)；GNSS；無線接收機(jī)；信號處理；仿真驗(yàn)證

隨著集成電路技術(shù)的快速發(fā)展，導(dǎo)航系統(tǒng)終端經(jīng)歷了從第一代的分立器件及模塊為主的多芯片設(shè)計(jì)到第二代的導(dǎo)航射頻前端芯片和數(shù)字基帶處理芯片為主的兩片系統(tǒng)設(shè)計(jì)，目前已經(jīng)演變成第三代基于導(dǎo)航SoC芯片的單芯片系統(tǒng)設(shè)計(jì)[1?4]。單芯片導(dǎo)航SoC芯片內(nèi)部集成了導(dǎo)航射頻前端模擬電路模塊、大規(guī)模的數(shù)字基帶處理以及CPU處理器模塊。目前，大多數(shù)單芯片導(dǎo)航SoC芯片是基于超外差或低中頻的無線接收機(jī)架構(gòu)，通過在模擬域進(jìn)行混頻將接收的射頻導(dǎo)航信號轉(zhuǎn)換成中頻信號；然后經(jīng)過中頻濾波放大，進(jìn)而通過模/數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC將模擬中頻信號轉(zhuǎn)換成對應(yīng)的數(shù)字信號；從而進(jìn)入基帶處理電路及CPU在數(shù)字域進(jìn)行數(shù)字信號處理，得到期望的導(dǎo)航電文信息[5?7]。然而這種基于模擬域混頻完成頻率變換的導(dǎo)航SoC在期望滿足多模導(dǎo)航信號的接收時(shí)，往往需要多個(gè)模擬通道來完成不同模式的導(dǎo)航信號模擬與轉(zhuǎn)換，非常不利于在單片集成。本文基于模擬電路最小化、數(shù)字電路最大化的設(shè)計(jì)思想，創(chuàng)新性地提出了一種基于軟件無線電架構(gòu)的多模導(dǎo)航SoC芯片架構(gòu)，通過低功耗高速模數(shù)轉(zhuǎn)換器直接對導(dǎo)航信號進(jìn)行射頻采樣量化轉(zhuǎn)換，在數(shù)字域完成頻率變換及信號處理。數(shù)字電路隨著集成電路工藝的進(jìn)步，面積和功耗可以不斷降低，由于內(nèi)部集成了寬帶的射頻放大器和高速ADC，可以對不同模式的導(dǎo)航信號全部進(jìn)行采樣量化轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)了單個(gè)模擬通道完成多模導(dǎo)航信號的處理，從而實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)終端的最優(yōu)化設(shè)計(jì)。

1電路設(shè)計(jì)

1.1多模導(dǎo)航

SoC芯片的系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)如圖1所示，本文設(shè)計(jì)的高性能多模系統(tǒng)導(dǎo)航SoC芯片內(nèi)部集成高增益射頻放大器、低功耗高速ADC、鎖相環(huán)、數(shù)字下變頻、大規(guī)模的相關(guān)器、16個(gè)跟蹤環(huán)路、AMBA總線和外設(shè)等。外圍只需要搭載天線連接低噪聲放大器（LNA）、聲表射頻濾波器（SAW）、時(shí)鐘和電源，即可構(gòu)成多模導(dǎo)航系統(tǒng)終端，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)位置及時(shí)間信息的獲取[8]。圖1多模導(dǎo)航SoC芯片的系統(tǒng)架構(gòu)

1應(yīng)用軟件MultigenCreator和VegaPrime介紹

1.1MultigenCreator軟件

MultigenCreator是美國MultigenParadigm公司開發(fā)的強(qiáng)大的三維建模軟件，是世界上領(lǐng)先的實(shí)時(shí)三維數(shù)據(jù)庫生成系統(tǒng)，它擁有針對實(shí)時(shí)應(yīng)用優(yōu)化的OpenFlight模型數(shù)據(jù)格式，強(qiáng)大的多邊形建模、矢量建模、大面積地形精確生成功能，以及多種專業(yè)選項(xiàng)及插件，能高效、最優(yōu)化地生成實(shí)時(shí)三維(RT3D)數(shù)據(jù)庫，可以用來對戰(zhàn)場仿真、娛樂、城市仿真和計(jì)算可視化等領(lǐng)域的視景數(shù)據(jù)庫進(jìn)行產(chǎn)生、編輯和查看。用Creator的基本建模(Modeling)工具，能手工創(chuàng)建三維模型，可對地形、特征、模型加入如顏色、材質(zhì)、紋理等以使其更真實(shí)，在建模過程中借助CreatorWizards將提高場景建模的效率，在滿足實(shí)時(shí)性的前提下可以生成實(shí)時(shí)逼真的大面積場景。所有的這些元素：地形、特征、模型和各種屬性，組成了Creator視景數(shù)據(jù)庫，且OpenGLAPI是支持的。它的層次細(xì)節(jié)(LOD)、多邊形篩選、邏輯篩選、繪圖優(yōu)先級、自由度設(shè)置等高級功能使得其數(shù)據(jù)格式OpenFlight(*.flt)在實(shí)時(shí)三維領(lǐng)域成為流行的圖像生成格式。Creator還可以接受DXF、DEM和其他矢量格式的數(shù)據(jù)，與AutoCAD和GIS軟件結(jié)合方便。

1.2VegaPrime軟件

VegaPrime(以下簡稱VP)是MultigenParadigm公司專門應(yīng)用于實(shí)時(shí)視景仿真、聲音仿真和虛擬現(xiàn)實(shí)等領(lǐng)域的渲染軟件環(huán)境，支持MicrosoftWindows、SGIIRIX、Linux、SunMicros等操作系統(tǒng)，并且用戶的應(yīng)用程序也具有跨平臺(tái)特性，用戶可在任意一種平臺(tái)上開發(fā)應(yīng)用程序，而且無須修改就能在另一個(gè)平臺(tái)上運(yùn)行。它同時(shí)支持OpenGL

1.2和Direct3D8，支持MetaFlight文件格式，支持雙精度浮點(diǎn)數(shù)。與C＋＋STL(StandardTemplateLibrary)兼容，并且可定制用戶界面和可擴(kuò)展模塊，其中包括VegaPrimeFX：爆炸，煙霧，彈道軌跡等等；VegaPrime：分布式渲染；VegaPrimeLADBM：非常大的數(shù)據(jù)庫支持；DIS/HLA：分布交互仿真；Blueberry：3D開發(fā)環(huán)境；DI-GUY：三維人體；GL-Studio：儀表；VegaPrimeIRScene：傳感器圖像仿真；VegaPrimeIRSensor：傳感器圖像實(shí)際效果仿真；VegaPrimeRadarWorks：基于物理機(jī)制的雷達(dá)圖像仿真；VegaPrimeVortex：剛體動(dòng)力學(xué)模擬；VegaPrimemarine：三維動(dòng)態(tài)海洋。

1應(yīng)用軟件MultigenCreator和VegaPrime介紹

1.1MultigenCreator軟件

MultigenCreator是美國MultigenParadigm公司開發(fā)的強(qiáng)大的三維建模軟件，是世界上領(lǐng)先的實(shí)時(shí)三維數(shù)據(jù)庫生成系統(tǒng)，它擁有針對實(shí)時(shí)應(yīng)用優(yōu)化的OpenFlight模型數(shù)據(jù)格式，強(qiáng)大的多邊形建模、矢量建模、大面積地形精確生成功能，以及多種專業(yè)選項(xiàng)及插件，能高效、最優(yōu)化地生成實(shí)時(shí)三維(RT3D)數(shù)據(jù)庫，可以用來對戰(zhàn)場仿真、娛樂、城市仿真和計(jì)算可視化等領(lǐng)域的視景數(shù)據(jù)庫進(jìn)行產(chǎn)生、編輯和查看。用Creator的基本建模(Modeling)工具，能手工創(chuàng)建三維模型，可對地形、特征、模型加入如顏色、材質(zhì)、紋理等以使其更真實(shí)，在建模過程中借助CreatorWizards將提高場景建模的效率，在滿足實(shí)時(shí)性的前提下可以生成實(shí)時(shí)逼真的大面積場景。所有的這些元素：地形、特征、模型和各種屬性，組成了Creator視景數(shù)據(jù)庫，且OpenGLAPI是支持的。它的層次細(xì)節(jié)(LOD)、多邊形篩選、邏輯篩選、繪圖優(yōu)先級、自由度設(shè)置等高級功能使得其數(shù)據(jù)格式OpenFlight(*.flt)在實(shí)時(shí)三維領(lǐng)域成為流行的圖像生成格式。Creator還可以接受DXF、DEM和其他矢量格式的數(shù)據(jù)，與AutoCAD和GIS軟件結(jié)合方便。

1.2VegaPrime軟件

VegaPrime(以下簡稱VP)是MultigenParadigm公司專門應(yīng)用于實(shí)時(shí)視景仿真、聲音仿真和虛擬現(xiàn)實(shí)等領(lǐng)域的渲染軟件環(huán)境，支持MicrosoftWindows、SGIIRIX、Linux、SunMicros等操作系統(tǒng)，并且用戶的應(yīng)用程序也具有跨平臺(tái)特性，用戶可在任意一種平臺(tái)上開發(fā)應(yīng)用程序，而且無須修改就能在另一個(gè)平臺(tái)上運(yùn)行。它同時(shí)支持OpenGL

1.2和Direct3D8，支持MetaFlight文件格式，支持雙精度浮點(diǎn)數(shù)。與C＋＋STL(StandardTemplateLibrary)兼容，并且可定制用戶界面和可擴(kuò)展模塊，其中包括VegaPrimeFX：爆炸，煙霧，彈道軌跡等等；VegaPrime：分布式渲染；VegaPrimeLADBM：非常大的數(shù)據(jù)庫支持；DIS/HLA：分布交互仿真；Blueberry：3D開發(fā)環(huán)境；DI-GUY：三維人體；GL-Studio：儀表；VegaPrimeIRScene：傳感器圖像仿真；VegaPrimeIRSensor：傳感器圖像實(shí)際效果仿真；VegaPrimeRadarWorks：基于物理機(jī)制的雷達(dá)圖像仿真；VegaPrimeVortex：剛體動(dòng)力學(xué)模擬；VegaPrimemarine：三維動(dòng)態(tài)海洋。

1網(wǎng)絡(luò)信息資源導(dǎo)航的現(xiàn)狀

遍布全世界的主機(jī)和服務(wù)器，錯(cuò)綜相聯(lián)的超媒體資源，這是互聯(lián)網(wǎng)為我們所構(gòu)建的一個(gè)巨大而豐富的電子信息空間。它無疑是現(xiàn)代社會(huì)最重要的信息獲取手段，但是它的開放性、分布性、無序性以及驚人的發(fā)展速度也為人們對信息資源的利用帶來了困難。正如在大海中行駛的船只需要導(dǎo)航系統(tǒng)確定方位一樣，要想在茫茫的信息海洋中有效獲取有用信息，也必須擁有便捷有效的信息導(dǎo)航技術(shù)。一般來說，www網(wǎng)絡(luò)中常用的信息導(dǎo)航方式有三種：一是利用門戶網(wǎng)站的分類索引；二是利用網(wǎng)絡(luò)搜索引擎；三是利用網(wǎng)站的相關(guān)鏈接。但是目前這三種信息導(dǎo)航方式的效果都不盡如人意。分類索引所覆蓋的網(wǎng)絡(luò)站點(diǎn)范圍太小，更新較慢，難以適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)的快速增長，而且分類標(biāo)準(zhǔn)的不統(tǒng)一和不規(guī)范常常影響到用戶對站點(diǎn)所屬的判斷，造成導(dǎo)航失敗。搜索引擎雖然是目前主要的網(wǎng)絡(luò)信息檢索工具，但是通過簡單的邏輯運(yùn)算檢索到的結(jié)果往往是數(shù)量龐大且魚目龍雜，充斥著大量的無用和重復(fù)信息。網(wǎng)站的相關(guān)鏈接是指符合當(dāng)前網(wǎng)站內(nèi)容主題的內(nèi)部和外部信息資源的超鏈接，這種導(dǎo)航方式雖然簡單直接，但是信息量非常有限，而且對外部信息的鏈接常常出現(xiàn)錯(cuò)鏈和假鏈，即使是內(nèi)部信息，也常常因?yàn)榻M織和描述方式的影響，造成用戶的“資源迷向”。

用戶在信息空間中的“迷航”會(huì)使他們感到厭倦而喪失獲取信息的信心，分析其原因，主要包括以下幾個(gè)方面[1,2]：

(1)網(wǎng)絡(luò)的巨大信息量使人們必須依賴于自動(dòng)化的處理技術(shù)。但是目前因特網(wǎng)的各個(gè)網(wǎng)端的技術(shù)支持環(huán)境比較復(fù)雜，信息資源的內(nèi)容范圍、組織結(jié)構(gòu)和存儲(chǔ)方式各不相同，呈現(xiàn)出分散、無序、變幻多端的特點(diǎn)，這使自動(dòng)信息處理技術(shù)的應(yīng)用困難重重。因此要提高信息導(dǎo)航的效率和質(zhì)量，必須先解決資源異構(gòu)的問題。

(2)網(wǎng)絡(luò)信息空間中的數(shù)據(jù)大多以半結(jié)構(gòu)化和非結(jié)構(gòu)化的形式存在，對信息資源的內(nèi)容缺乏形式化的語義描述，而且大部分資源間的鏈接也沒有反映語義關(guān)系，這使得機(jī)器很難對網(wǎng)絡(luò)信息空間進(jìn)行深層次的理解和處理，對信息的自動(dòng)導(dǎo)航也無法像人工操作那樣準(zhǔn)確有效。

(3)目前的網(wǎng)絡(luò)導(dǎo)航系統(tǒng)缺乏個(gè)性化的信息服務(wù)。由于知識(shí)背景的差異和一詞多義等方面的原因，不同的網(wǎng)絡(luò)用戶之間、用戶與系統(tǒng)設(shè)計(jì)者之間對于問題和信息內(nèi)容可能會(huì)具有不同的理解與認(rèn)識(shí)，當(dāng)用戶按照自己的思路查找信息時(shí)，他所選擇的導(dǎo)航路徑可能是錯(cuò)誤的或者低效的。因此信息導(dǎo)航必須考慮具體用戶的特殊性，有針對性地提供導(dǎo)航服務(wù)。

摘要：介紹了自動(dòng)導(dǎo)航系統(tǒng)中多卜勒號航信號適配器和極坐標(biāo)指示器導(dǎo)航信號適配器的設(shè)計(jì)，并給出了具體的硬件電路和相關(guān)軟件流程。實(shí)現(xiàn)了導(dǎo)航計(jì)算機(jī)與多卜勒雷達(dá)、自動(dòng)駕駛儀、真空速表和極坐標(biāo)指示器的交連，解決了ARINC429總線信號、ARINC407同步器信號、脈沖信號與模擬信號的相互轉(zhuǎn)換等技術(shù)難題。

關(guān)鍵詞：雷達(dá)極坐標(biāo)指示器ARINC429總線適配器

直升機(jī)自動(dòng)導(dǎo)航系統(tǒng)與機(jī)上設(shè)備的交連關(guān)系如圖1所示。它主要由多卜勒雷達(dá)、導(dǎo)航計(jì)算機(jī)、自動(dòng)駕駛儀、真空速度計(jì)算機(jī)、極坐標(biāo)指示器導(dǎo)航信號適配器和多卜勒導(dǎo)般信號適配器以及各種儀表、指示器構(gòu)成。本文主要介紹多卜勒導(dǎo)航信號適配器和極坐標(biāo)指示器導(dǎo)航信號適配器的設(shè)計(jì)。

1接口適配器的研制

1.1多卜勒導(dǎo)航信號適配器

1.1.1接口信號分析

對于農(nóng)業(yè)機(jī)械導(dǎo)航技術(shù)可以追溯到18世紀(jì)20年代的拖拉機(jī)牽引，實(shí)現(xiàn)了控制拖拉機(jī)路徑行走的一種有效裝置。直到20世紀(jì)40年代，出現(xiàn)了利用羅盤牽引拖拉機(jī)實(shí)現(xiàn)螺旋行走的自動(dòng)控制方法。到了20世紀(jì)80年代，在信息技術(shù)以及其他高新技術(shù)的發(fā)展背景下，農(nóng)業(yè)技術(shù)概念已經(jīng)非常精確，導(dǎo)航技術(shù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐中得到了廣泛的應(yīng)用，不僅在農(nóng)業(yè)機(jī)械控制領(lǐng)域中發(fā)揮了非常大的作用，更提高了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的效率，促進(jìn)了農(nóng)業(yè)的發(fā)展。

1農(nóng)業(yè)機(jī)械導(dǎo)航技術(shù)未來發(fā)展趨勢及優(yōu)化策略

1.1農(nóng)業(yè)導(dǎo)航機(jī)械技術(shù)。近些年來信息化技術(shù)不斷更新發(fā)展，多種先進(jìn)的傳感器和信息處理手段在農(nóng)業(yè)機(jī)械導(dǎo)航中獲得普遍運(yùn)用，切實(shí)提升機(jī)器人的工作效率和質(zhì)量；導(dǎo)航控制技術(shù)具體分為縱向和橫向控制技術(shù)，這其中縱向控制主要是對速度的控制，由于農(nóng)業(yè)機(jī)械在實(shí)際運(yùn)作時(shí)速度較慢。因此在導(dǎo)航控制研發(fā)過程中通常將關(guān)注點(diǎn)放在橫向控制技術(shù)方面。橫向控制主要是對農(nóng)業(yè)機(jī)械轉(zhuǎn)向控制，其關(guān)鍵點(diǎn)則在于導(dǎo)航控制器的設(shè)計(jì)；地圖構(gòu)建技術(shù)具體為地圖信息的搜集和地圖的建設(shè)，簡單地講就是獲取機(jī)器人所在具體作業(yè)周邊自然地理環(huán)境空間模型。具體是應(yīng)用視覺傳感器、激光雷達(dá)、聲吶以及紅外線等傳感器獲得周邊地理環(huán)境信息，而后對所獲得信息展開分析建立地理環(huán)境地圖。1.2農(nóng)業(yè)機(jī)械導(dǎo)航技術(shù)未來發(fā)展趨勢分析。在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)作業(yè)過程中，農(nóng)業(yè)機(jī)械導(dǎo)航技術(shù)獲得普遍運(yùn)用的同時(shí)，其技術(shù)的發(fā)展和更新也備受關(guān)注，也是當(dāng)前研究的主要對象。農(nóng)業(yè)導(dǎo)航技術(shù)中的GPS導(dǎo)航技術(shù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)多個(gè)方面的普遍運(yùn)用，可以切實(shí)提升農(nóng)業(yè)生產(chǎn)作業(yè)和質(zhì)量，并且也極大地降低人們的勞動(dòng)量。然而，因不同地區(qū)自然環(huán)境也不盡相同，導(dǎo)致導(dǎo)航技術(shù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)作業(yè)過程中使用的效果也不盡相同。例如，在平坦開闊的地形中使用導(dǎo)航技術(shù)信號強(qiáng)度相比于山地、丘陵地形要好很多，信號的強(qiáng)弱最終也會(huì)導(dǎo)致導(dǎo)航效果的準(zhǔn)確與否。并且，在導(dǎo)航技術(shù)也對傳感器有著較高的標(biāo)準(zhǔn)，但是由于傳感器自身會(huì)受到噪音和環(huán)境的影響，從而對其工作效率產(chǎn)生不良影響。即使視覺傳感器所收集的地理信息較為精準(zhǔn)，但也會(huì)受到自然光線的影響，自然光的強(qiáng)弱變化對傳感器的影響交到就會(huì)導(dǎo)致最終效果。因此，在對未來農(nóng)業(yè)機(jī)械導(dǎo)航的研發(fā)和優(yōu)化過程中，應(yīng)注重該方面弊端的優(yōu)化和完善，設(shè)計(jì)研發(fā)抗干擾能力、性能更加優(yōu)良的傳感器，從而不斷提升導(dǎo)航技術(shù)工作成效。當(dāng)下，社會(huì)諸多企業(yè)已經(jīng)意識(shí)到當(dāng)前導(dǎo)航技術(shù)存在的諸多問題，并不斷加大該方面的資金和科研投入，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)機(jī)械導(dǎo)航技術(shù)的不斷優(yōu)化和完善。1.3導(dǎo)航技術(shù)的優(yōu)化策略。首先，應(yīng)進(jìn)一步優(yōu)化導(dǎo)航信息系統(tǒng)，確保導(dǎo)航系統(tǒng)當(dāng)中的地理信息資源豐富健全。與國外發(fā)達(dá)國家相比我國農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化總體發(fā)展水平相對落后，由于土地資源地形呈現(xiàn)多元化特征，土地地形錯(cuò)綜復(fù)雜，再加上不同地區(qū)自然環(huán)境等因素影響，導(dǎo)致導(dǎo)航技術(shù)信號在不同地形運(yùn)用過程中的具體效果也不盡相同，最終致使農(nóng)業(yè)機(jī)械生產(chǎn)作業(yè)效果和質(zhì)量也受到影響。因此，要求導(dǎo)航技術(shù)相關(guān)人員應(yīng)不斷更新和補(bǔ)充導(dǎo)航系統(tǒng)信息，將錯(cuò)綜復(fù)雜的地形信息及時(shí)地更新和補(bǔ)充導(dǎo)航信息系統(tǒng)當(dāng)中去，繼而確保農(nóng)業(yè)機(jī)械導(dǎo)航技術(shù)的實(shí)時(shí)性和準(zhǔn)確性，從而極大地提升農(nóng)業(yè)機(jī)械工作效率及質(zhì)量；其次，應(yīng)不斷提升導(dǎo)航裝置硬件性能。當(dāng)下，所生產(chǎn)的導(dǎo)航裝置的機(jī)械性能方面依然存在諸多不足，具體表現(xiàn)在工作中噪音較大、易出現(xiàn)機(jī)械故障，并且也會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)輻射繼而對工作效率和質(zhì)量產(chǎn)生不良影響；比如，在高溫的天氣環(huán)境下作業(yè)時(shí)，因?yàn)闇囟冗^高會(huì)對紅外線產(chǎn)生作用，繼而導(dǎo)致視覺導(dǎo)航出現(xiàn)問題。所以，為了提升導(dǎo)航精準(zhǔn)性，就必須不斷優(yōu)化和提升傳感器的機(jī)械性能；最后，應(yīng)進(jìn)一步做好設(shè)備裝置之間的協(xié)調(diào)工作，農(nóng)業(yè)機(jī)械導(dǎo)航需要各裝置設(shè)備之間能夠互相協(xié)調(diào)配合，才能實(shí)現(xiàn)最有效果，最終不斷提升農(nóng)業(yè)機(jī)械導(dǎo)航的精準(zhǔn)性，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供優(yōu)質(zhì)服務(wù)。

2結(jié)束語

現(xiàn)代農(nóng)業(yè)機(jī)械導(dǎo)航技術(shù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中已經(jīng)得到了應(yīng)用和推廣，這是農(nóng)業(yè)技術(shù)發(fā)展的革新，雖然在實(shí)踐過程中還存在一些問題，相信通過不斷的研究和改進(jìn)，農(nóng)業(yè)機(jī)械導(dǎo)航技術(shù)一定會(huì)逐步的成熟，還有很大的發(fā)展空間。

參考文獻(xiàn)：

摘要:為加快農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化建設(shè)，促進(jìn)農(nóng)業(yè)發(fā)展，必須加以創(chuàng)新，改變傳統(tǒng)的耕作方式，與現(xiàn)代信息科技相融合。本文圍繞農(nóng)業(yè)機(jī)械自動(dòng)導(dǎo)航技術(shù)，先對GPS、視覺導(dǎo)航等導(dǎo)航方式以及幾種關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行分析，然后對其發(fā)展進(jìn)行展望。

關(guān)鍵詞:農(nóng)業(yè)機(jī)械化；自動(dòng)導(dǎo)航技術(shù)；GPS技術(shù)

將科技合理應(yīng)用在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，有利于提高生產(chǎn)效率和作業(yè)質(zhì)量，進(jìn)一步推動(dòng)新農(nóng)村建設(shè)。農(nóng)業(yè)機(jī)械化改變了傳統(tǒng)的耕作方式，隨著時(shí)代的發(fā)展，信息技術(shù)也開始融入其中，比如導(dǎo)航定位和農(nóng)業(yè)的融合，就是對一般機(jī)械化的升級，可降低駕駛難度，推動(dòng)精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)進(jìn)步。機(jī)械自動(dòng)導(dǎo)航技術(shù)在農(nóng)業(yè)中功能多樣，可完成田間耕作、播種、施肥、噴藥等多項(xiàng)操作，盡可能降低遺漏作業(yè)、重復(fù)作業(yè)等情況的發(fā)生率?？傊谕茝V該技術(shù)的同時(shí)還應(yīng)加強(qiáng)研究，樹立創(chuàng)新意識(shí)，在智能化道路上走得更遠(yuǎn)。

1農(nóng)業(yè)機(jī)械自動(dòng)導(dǎo)航中的常用方式

1.1GPS定位系統(tǒng)

GPS是具有三維定位、導(dǎo)航功能的全球定位系統(tǒng)，具有全天候、全方位、高精度等特點(diǎn)，在汽車、航空等領(lǐng)域有著廣泛應(yīng)用，使得地球社會(huì)的信息化水平得以提升[1]。該系統(tǒng)由空間部分、地面控制系統(tǒng)、用戶設(shè)備三部分組成，基本原理是根據(jù)已知位置的衛(wèi)星來確定接收機(jī)的具體位置。將其安裝在農(nóng)業(yè)機(jī)具上，在田間耕作時(shí)便可按照優(yōu)化路徑快速耕作，大大提高了農(nóng)業(yè)勞動(dòng)生產(chǎn)效率。該技術(shù)在農(nóng)業(yè)中可用于多項(xiàng)操作，比如土質(zhì)檢測和變量施肥，車輛行走在田里可采集不同位置的土壤進(jìn)行質(zhì)量檢測。往往會(huì)結(jié)合GIS（地理信息系統(tǒng)）系統(tǒng)使用，記錄下精確位置，最終可繪制出一幅不同質(zhì)量的土壤分布圖，方便后續(xù)的變量施肥。傳統(tǒng)施肥多采用人工方式，這種方式較為粗放，主要是憑借經(jīng)驗(yàn)?，F(xiàn)在開始使用施肥車等機(jī)具，但都難以根據(jù)各處的土壤性質(zhì)進(jìn)行肥量調(diào)整，而GPS、GIS技術(shù)則可以實(shí)現(xiàn)。當(dāng)前，很多農(nóng)村地區(qū)都進(jìn)行集約化、規(guī)模化耕作，大面積作業(yè)時(shí)如何準(zhǔn)確無誤地把握作業(yè)軌跡非常關(guān)鍵。GPS系統(tǒng)可保存提前確定的軌跡，實(shí)際耕作時(shí)會(huì)有系統(tǒng)引導(dǎo)和提醒，因?yàn)槁窂阶罴?，可減少走彎路的可能，從而省油省錢。

1.系統(tǒng)主要任務(wù)

基于北斗導(dǎo)航系統(tǒng)的電力管理系統(tǒng)的主要任務(wù)可以歸納如下：

1.1實(shí)現(xiàn)電力管理系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)監(jiān)測

實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)測電網(wǎng)全部信息，監(jiān)測數(shù)據(jù)反映系統(tǒng)動(dòng)態(tài)行為特征。主要應(yīng)用領(lǐng)域如下：穩(wěn)態(tài)分析、全網(wǎng)動(dòng)態(tài)過程記錄及事故分析、電力系統(tǒng)動(dòng)態(tài)模型辨識(shí)及模型校正、暫態(tài)穩(wěn)定預(yù)測及控制、電壓及頻率穩(wěn)定監(jiān)視及控制、低頻振蕩分析及抑制、全局反饋控制、故障定位及線路參數(shù)測量等。

1.2實(shí)現(xiàn)整個(gè)區(qū)域電網(wǎng)的調(diào)度管理

使得設(shè)備滿足負(fù)荷的需要；使整個(gè)電網(wǎng)安全可靠運(yùn)行和連續(xù)供電；保證電能的質(zhì)量；經(jīng)濟(jì)合理利用能源。

摘要：農(nóng)業(yè)在科技的帶動(dòng)下有了新的發(fā)展，這不僅體現(xiàn)在規(guī)模上，更體現(xiàn)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)、農(nóng)業(yè)營銷模式等方面?，F(xiàn)階段，為了實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)精細(xì)化發(fā)展，需要借助農(nóng)業(yè)機(jī)械導(dǎo)航技術(shù)。文章對農(nóng)業(yè)機(jī)械導(dǎo)航技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行分析，并提出其具體運(yùn)用，希望給有關(guān)人員提供參考。

關(guān)鍵詞：農(nóng)業(yè)機(jī)械；導(dǎo)航技術(shù)；發(fā)展；應(yīng)用

農(nóng)業(yè)機(jī)械自動(dòng)導(dǎo)航技術(shù)是實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)的重要技術(shù)，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中占據(jù)了較高的地位，具有較為廣闊的發(fā)展前景，能有效提升農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率，促進(jìn)農(nóng)業(yè)精細(xì)化發(fā)展。

1農(nóng)業(yè)機(jī)械導(dǎo)航技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

隨著科學(xué)技術(shù)發(fā)展，農(nóng)業(yè)機(jī)械導(dǎo)航技術(shù)已經(jīng)開始逐漸運(yùn)用到農(nóng)業(yè)領(lǐng)域當(dāng)中，為農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展起到了重要的推動(dòng)作用。農(nóng)業(yè)機(jī)械導(dǎo)航技術(shù)的運(yùn)用，能有效地提升農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。通過導(dǎo)航系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對農(nóng)田的精準(zhǔn)定位，利用農(nóng)業(yè)機(jī)械，農(nóng)民能利用民航系統(tǒng)、傳感器系統(tǒng)，對農(nóng)作物產(chǎn)量情況、土壤情況進(jìn)行準(zhǔn)確了解，及時(shí)了解農(nóng)作物生產(chǎn)中相關(guān)問題，以便于有針對性地研究與解決這些問題，積極進(jìn)行農(nóng)業(yè)治理工作，保證農(nóng)業(yè)生產(chǎn)質(zhì)量與產(chǎn)量。從目前來說，農(nóng)業(yè)機(jī)械導(dǎo)航技術(shù)發(fā)展前景廣闊。傳感器技術(shù)是農(nóng)業(yè)機(jī)械導(dǎo)航體系中關(guān)鍵的技術(shù)，在農(nóng)業(yè)機(jī)械生產(chǎn)中，引入傳感器技術(shù)，能為農(nóng)業(yè)種植、施肥等提供自動(dòng)化支持，減輕農(nóng)民工作量。在大型農(nóng)業(yè)機(jī)械中安裝傳感器，能對農(nóng)作物含水量、產(chǎn)量等進(jìn)行檢測。同時(shí)，結(jié)合GPS定位技術(shù)，能對農(nóng)作物各個(gè)生長階段情況實(shí)時(shí)檢測，以便及時(shí)采取措施解決農(nóng)作物生長問題，大大提升農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率。

2農(nóng)業(yè)機(jī)械導(dǎo)航技術(shù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中具體運(yùn)用