导航范文10篇

摘要：随着我国农业机械导航技术的发展，农业机械导航的应用越来越广泛，同时也极大地促进了我国农业经济的发展。为此，文章首先简要介绍了农业机械导航的关键技术，然后分析了我国农业机械导航技术的现状，主要分为导航感知、控制决策、车辆转向控制3个方面，有针对性地提出了适合我国农业国情发展方向的意见和看法，最后预测展望了我国农业未来发展趋势。

关键词：农业机械导航；农机精细化；智能化管理

1农业机械导航关键技术研究现状

农业机械导航的关键技术主要有3个方面，分别是导航感知、控制决策和车辆的转向控制，这三者互相协作，共同推进了农业机械导航的运作，缺一不可。（1）导航感知。导航感知主要是利用导航帮助农业机械进行定位，导航感知又分为机器视觉、GPS定位系统、惯性导航等方法。机器视觉是利用计算机和摄像头等来代替人的眼睛以识别路线避开障碍物的方法，但由于精确度较难控制，在数据处理时与车辆行驶时的同步性较差；GPS是利用卫星给车辆提供位置信息的，通过计算基站到卫星的距离来获得农机的相对坐标。惯性导航是通过传感器，利用积分、运算得到农机的速度和位置达到车辆目的地的导航方法。（2）控制决策。控制决策系统主要是根据农业进行中的实际情况来调整车辆的前进路线和方向，为农机提供最简化精确前进路线，提高农业的生产效率。生活中比较常见的控制技术主要有PID控制技术、模糊控制技术等。PID控制技术相对于其他控制技术来说产生的时间要早，发展程度也就比较成熟，应用范围较广；模糊控制技术可以帮助行驶错误的车辆找到正确的行使路径，引导车辆正常行驶，相对于PID控制技术而言，可以收集全面的数据信息，具有更广的适用范围。（3）车辆转向控制。车辆转向控制主要是依据模块，利用计算机、方向切换等装置设备，根据现场环境的不同对车辆的行进速度、方向等方面进行控制调节，以满足不同地区，不同环境对不同生产方式的需求。目前，车辆转向控制的方法主要有两种，一种是通过安装电机，通过控制电机来实现车辆的转向和变速；另一种是通过控制液压节流口的大小来是、完成车辆的自动转向。

2我国农业导航技术未来的优化发展方向

（1）扩大导航环境基础信息资源。我国土地资源辽阔，农业生产环境复杂多样，需要农业导航机械拥有多种能够适应不同地区环境的导航技术。比如说，我国的山地环境，由于树木的覆盖遮挡会干扰信号的传达，这种情况下相关的信息技术人员就应该避免使用卫星导航等技术，增加当地的环境信息资源来进行导航。由此可以看出为更好地完成不同地区、不同环境的生产作业，就需要扩大导航的环境基础信息资源，方便人们可以因地制宜采取不同的导航技术策略。（2）完善导航技能，农机精细化。导航控制是一个复杂的控制系统，因此为应对不同环境的需求就需要多种控制技术的融合。我国的农业机械导航技术与农机生产的配合还缺少实践经验，以及农业机械本身性能还不完善。我国的农业机械自身还存在着大噪音、高故障率等问题，而这些都对导航工作带来了较大的影响，这就需要相关的企业厂家提高机械制造的精确度，开发相关的防干扰设备。在现在农业化生产中完全可以利用GPS技术，帮助农业进行精准化定位，提高农业机械的运行效率和速度，最终实现农业生产管理精细化。例如，最开始在发现GPS信号经常会在橘林中被干扰的情况，相关研究学者就将机器视觉、雷达激光和组再加上旋转编码器自动导航系统进行融合研究，最终产生了可以在果林中准确自动行驶的导航农机，在弯道行驶时的的误差也控制在了2.5cm的精确度内。在导航过程中，不仅高壮的树林会对信号产生干扰，地上的杂草也会对视觉导航过程产生影响，由此经过相关学者的不断研究最终设计出了可在导航中减少杂草影响的可独立进行的机械视觉系统，最终可达到6cm左右的精确度。完善农业机械导航技术可以帮助提升农业生产效率，减少不必要的浪费，节约成本，从而帮助农民提高平均产值。比如，可以通过先调查相关土地的土壤营养成分状况，参照不同品种的农作物所需要的施肥量，在结合GIS、计算机等技术帮助农机合理施肥，减少不必要的肥料浪费。（3）实现农机智能化、生态化管理。农业机械的智能化程度越高，也就意味着农业经济的生产率越高，不仅可以使农民从繁重的农活中解放一部分出来，为农民所带来的利益也更高。将GPS导航技术运用到农机生产中，不仅可以实时监控农作物的产量，还能通过计算机系统检测农作物的质量并生成图表，让结果更加简单明了。农业部门要想促进农机导航技术的发展就需要与现代计算机网络技术相结合，将农业新文化、新思想应用到整个农业部门管理中。与现代技术、思想融合，实现农业精细化、生态化管理，不仅可以充分整合利用全国的土地资源，还能保护生态环境不会因过度使用土体而被破坏，使我国的农业生产可以健康可持续发展。

摘要：当前多个全球卫星导航系统（GNSS）信号的频率及体制不同，传统的基于超外差或低中频架构的无线接收机需要在模拟域通过复杂的模拟电路进行下变频、滤波、放大、模数转换等信号处理，且需要多个模拟通道来处理多模信号，这给多模导航一体化SoC芯片的设计带来了极大的挑战。针对上述情况，文中基于模拟最小化、数字最大化的思想，通过芯片内部集成高增益射频放大器、低功耗的高速模数转换器、低抖动的时钟锁相环以及数字信号处理的基带处理及CPU电路，创新性地提出一种基于软件无线电架构的多模导航SoC芯片。然后，进行55nmCMOS工艺电路设计、版图设计、仿真及硅流片验证。测试结果表明，文中的SoC芯片具备多模导航功能，定位精度可达到2.5m，授时精度为55.9ns，测速精度为0.06m/s，功耗为81mW，芯片面积大小为6230μm×4480μm。所提出的多模导航SoC芯片与市场主流产品性能相当，可满足导航系统需求。

关键词：SoC芯片；多模导航；软件无线电架构；GNSS；无线接收机；信号处理；仿真验证

随着集成电路技术的快速发展，导航系统终端经历了从第一代的分立器件及模块为主的多芯片设计到第二代的导航射频前端芯片和数字基带处理芯片为主的两片系统设计，目前已经演变成第三代基于导航SoC芯片的单芯片系统设计[1⁃4]。单芯片导航SoC芯片内部集成了导航射频前端模拟电路模块、大规模的数字基带处理以及CPU处理器模块。目前，大多数单芯片导航SoC芯片是基于超外差或低中频的无线接收机架构，通过在模拟域进行混频将接收的射频导航信号转换成中频信号；然后经过中频滤波放大，进而通过模/数转换器ADC将模拟中频信号转换成对应的数字信号；从而进入基带处理电路及CPU在数字域进行数字信号处理，得到期望的导航电文信息[5⁃7]。然而这种基于模拟域混频完成频率变换的导航SoC在期望满足多模导航信号的接收时，往往需要多个模拟通道来完成不同模式的导航信号模拟与转换，非常不利于在单片集成。本文基于模拟电路最小化、数字电路最大化的设计思想，创新性地提出了一种基于软件无线电架构的多模导航SoC芯片架构，通过低功耗高速模数转换器直接对导航信号进行射频采样量化转换，在数字域完成频率变换及信号处理。数字电路随着集成电路工艺的进步，面积和功耗可以不断降低，由于内部集成了宽带的射频放大器和高速ADC，可以对不同模式的导航信号全部进行采样量化转换，实现了单个模拟通道完成多模导航信号的处理，从而实现了系统终端的最优化设计。

1电路设计

1.1多模导航

SoC芯片的系统架构设计如图1所示，本文设计的高性能多模系统导航SoC芯片内部集成高增益射频放大器、低功耗高速ADC、锁相环、数字下变频、大规模的相关器、16个跟踪环路、AMBA总线和外设等。外围只需要搭载天线连接低噪声放大器（LNA）、声表射频滤波器（SAW）、时钟和电源，即可构成多模导航系统终端，实现实时位置及时间信息的获取[8]。图1多模导航SoC芯片的系统架构

1应用软件MultigenCreator和VegaPrime介绍

1.1MultigenCreator软件

MultigenCreator是美国MultigenParadigm公司开发的强大的三维建模软件，是世界上领先的实时三维数据库生成系统，它拥有针对实时应用优化的OpenFlight模型数据格式，强大的多边形建模、矢量建模、大面积地形精确生成功能，以及多种专业选项及插件，能高效、最优化地生成实时三维(RT3D)数据库，可以用来对战场仿真、娱乐、城市仿真和计算可视化等领域的视景数据库进行产生、编辑和查看。用Creator的基本建模(Modeling)工具，能手工创建三维模型，可对地形、特征、模型加入如颜色、材质、纹理等以使其更真实，在建模过程中借助CreatorWizards将提高场景建模的效率，在满足实时性的前提下可以生成实时逼真的大面积场景。所有的这些元素：地形、特征、模型和各种属性，组成了Creator视景数据库，且OpenGLAPI是支持的。它的层次细节(LOD)、多边形筛选、逻辑筛选、绘图优先级、自由度设置等高级功能使得其数据格式OpenFlight(*.flt)在实时三维领域成为流行的图像生成格式。Creator还可以接受DXF、DEM和其他矢量格式的数据，与AutoCAD和GIS软件结合方便。

1.2VegaPrime软件

VegaPrime(以下简称VP)是MultigenParadigm公司专门应用于实时视景仿真、声音仿真和虚拟现实等领域的渲染软件环境，支持MicrosoftWindows、SGIIRIX、Linux、SunMicros等操作系统，并且用户的应用程序也具有跨平台特性，用户可在任意一种平台上开发应用程序，而且无须修改就能在另一个平台上运行。它同时支持OpenGL

1.2和Direct3D8，支持MetaFlight文件格式，支持双精度浮点数。与C＋＋STL(StandardTemplateLibrary)兼容，并且可定制用户界面和可扩展模块，其中包括VegaPrimeFX：爆炸，烟雾，弹道轨迹等等；VegaPrime：分布式渲染；VegaPrimeLADBM：非常大的数据库支持；DIS/HLA：分布交互仿真；Blueberry：3D开发环境；DI-GUY：三维人体；GL-Studio：仪表；VegaPrimeIRScene：传感器图像仿真；VegaPrimeIRSensor：传感器图像实际效果仿真；VegaPrimeRadarWorks：基于物理机制的雷达图像仿真；VegaPrimeVortex：刚体动力学模拟；VegaPrimemarine：三维动态海洋。

1应用软件MultigenCreator和VegaPrime介绍

1.1MultigenCreator软件

MultigenCreator是美国MultigenParadigm公司开发的强大的三维建模软件，是世界上领先的实时三维数据库生成系统，它拥有针对实时应用优化的OpenFlight模型数据格式，强大的多边形建模、矢量建模、大面积地形精确生成功能，以及多种专业选项及插件，能高效、最优化地生成实时三维(RT3D)数据库，可以用来对战场仿真、娱乐、城市仿真和计算可视化等领域的视景数据库进行产生、编辑和查看。用Creator的基本建模(Modeling)工具，能手工创建三维模型，可对地形、特征、模型加入如颜色、材质、纹理等以使其更真实，在建模过程中借助CreatorWizards将提高场景建模的效率，在满足实时性的前提下可以生成实时逼真的大面积场景。所有的这些元素：地形、特征、模型和各种属性，组成了Creator视景数据库，且OpenGLAPI是支持的。它的层次细节(LOD)、多边形筛选、逻辑筛选、绘图优先级、自由度设置等高级功能使得其数据格式OpenFlight(*.flt)在实时三维领域成为流行的图像生成格式。Creator还可以接受DXF、DEM和其他矢量格式的数据，与AutoCAD和GIS软件结合方便。

1.2VegaPrime软件

VegaPrime(以下简称VP)是MultigenParadigm公司专门应用于实时视景仿真、声音仿真和虚拟现实等领域的渲染软件环境，支持MicrosoftWindows、SGIIRIX、Linux、SunMicros等操作系统，并且用户的应用程序也具有跨平台特性，用户可在任意一种平台上开发应用程序，而且无须修改就能在另一个平台上运行。它同时支持OpenGL

1.2和Direct3D8，支持MetaFlight文件格式，支持双精度浮点数。与C＋＋STL(StandardTemplateLibrary)兼容，并且可定制用户界面和可扩展模块，其中包括VegaPrimeFX：爆炸，烟雾，弹道轨迹等等；VegaPrime：分布式渲染；VegaPrimeLADBM：非常大的数据库支持；DIS/HLA：分布交互仿真；Blueberry：3D开发环境；DI-GUY：三维人体；GL-Studio：仪表；VegaPrimeIRScene：传感器图像仿真；VegaPrimeIRSensor：传感器图像实际效果仿真；VegaPrimeRadarWorks：基于物理机制的雷达图像仿真；VegaPrimeVortex：刚体动力学模拟；VegaPrimemarine：三维动态海洋。

1网络信息资源导航的现状

遍布全世界的主机和服务器，错综相联的超媒体资源，这是互联网为我们所构建的一个巨大而丰富的电子信息空间。它无疑是现代社会最重要的信息获取手段，但是它的开放性、分布性、无序性以及惊人的发展速度也为人们对信息资源的利用带来了困难。正如在大海中行驶的船只需要导航系统确定方位一样，要想在茫茫的信息海洋中有效获取有用信息，也必须拥有便捷有效的信息导航技术。一般来说，www网络中常用的信息导航方式有三种：一是利用门户网站的分类索引；二是利用网络搜索引擎；三是利用网站的相关链接。但是目前这三种信息导航方式的效果都不尽如人意。分类索引所覆盖的网络站点范围太小，更新较慢，难以适应网络的快速增长，而且分类标准的不统一和不规范常常影响到用户对站点所属的判断，造成导航失败。搜索引擎虽然是目前主要的网络信息检索工具，但是通过简单的逻辑运算检索到的结果往往是数量庞大且鱼目龙杂，充斥着大量的无用和重复信息。网站的相关链接是指符合当前网站内容主题的内部和外部信息资源的超链接，这种导航方式虽然简单直接，但是信息量非常有限，而且对外部信息的链接常常出现错链和假链，即使是内部信息，也常常因为组织和描述方式的影响，造成用户的“资源迷向”。

用户在信息空间中的“迷航”会使他们感到厌倦而丧失获取信息的信心，分析其原因，主要包括以下几个方面[1,2]：

(1)网络的巨大信息量使人们必须依赖于自动化的处理技术。但是目前因特网的各个网端的技术支持环境比较复杂，信息资源的内容范围、组织结构和存储方式各不相同，呈现出分散、无序、变幻多端的特点，这使自动信息处理技术的应用困难重重。因此要提高信息导航的效率和质量，必须先解决资源异构的问题。

(2)网络信息空间中的数据大多以半结构化和非结构化的形式存在，对信息资源的内容缺乏形式化的语义描述，而且大部分资源间的链接也没有反映语义关系，这使得机器很难对网络信息空间进行深层次的理解和处理，对信息的自动导航也无法像人工操作那样准确有效。

(3)目前的网络导航系统缺乏个性化的信息服务。由于知识背景的差异和一词多义等方面的原因，不同的网络用户之间、用户与系统设计者之间对于问题和信息内容可能会具有不同的理解与认识，当用户按照自己的思路查找信息时，他所选择的导航路径可能是错误的或者低效的。因此信息导航必须考虑具体用户的特殊性，有针对性地提供导航服务。

摘要：介绍了自动导航系统中多卜勒号航信号适配器和极坐标指示器导航信号适配器的设计，并给出了具体的硬件电路和相关软件流程。实现了导航计算机与多卜勒雷达、自动驾驶仪、真空速表和极坐标指示器的交连，解决了ARINC429总线信号、ARINC407同步器信号、脉冲信号与模拟信号的相互转换等技术难题。

关键词：雷达极坐标指示器ARINC429总线适配器

直升机自动导航系统与机上设备的交连关系如图1所示。它主要由多卜勒雷达、导航计算机、自动驾驶仪、真空速度计算机、极坐标指示器导航信号适配器和多卜勒导般信号适配器以及各种仪表、指示器构成。本文主要介绍多卜勒导航信号适配器和极坐标指示器导航信号适配器的设计。

1接口适配器的研制

1.1多卜勒导航信号适配器

1.1.1接口信号分析

对于农业机械导航技术可以追溯到18世纪20年代的拖拉机牵引，实现了控制拖拉机路径行走的一种有效装置。直到20世纪40年代，出现了利用罗盘牵引拖拉机实现螺旋行走的自动控制方法。到了20世纪80年代，在信息技术以及其他高新技术的发展背景下，农业技术概念已经非常精确，导航技术在农业生产实践中得到了广泛的应用，不仅在农业机械控制领域中发挥了非常大的作用，更提高了农业生产的效率，促进了农业的发展。

1农业机械导航技术未来发展趋势及优化策略

1.1农业导航机械技术。近些年来信息化技术不断更新发展，多种先进的传感器和信息处理手段在农业机械导航中获得普遍运用，切实提升机器人的工作效率和质量；导航控制技术具体分为纵向和横向控制技术，这其中纵向控制主要是对速度的控制，由于农业机械在实际运作时速度较慢。因此在导航控制研发过程中通常将关注点放在横向控制技术方面。横向控制主要是对农业机械转向控制，其关键点则在于导航控制器的设计；地图构建技术具体为地图信息的搜集和地图的建设，简单地讲就是获取机器人所在具体作业周边自然地理环境空间模型。具体是应用视觉传感器、激光雷达、声呐以及红外线等传感器获得周边地理环境信息，而后对所获得信息展开分析建立地理环境地图。1.2农业机械导航技术未来发展趋势分析。在现代农业生产作业过程中，农业机械导航技术获得普遍运用的同时，其技术的发展和更新也备受关注，也是当前研究的主要对象。农业导航技术中的GPS导航技术在农业生产多个方面的普遍运用，可以切实提升农业生产作业和质量，并且也极大地降低人们的劳动量。然而，因不同地区自然环境也不尽相同，导致导航技术在农业生产作业过程中使用的效果也不尽相同。例如，在平坦开阔的地形中使用导航技术信号强度相比于山地、丘陵地形要好很多，信号的强弱最终也会导致导航效果的准确与否。并且，在导航技术也对传感器有着较高的标准，但是由于传感器自身会受到噪音和环境的影响，从而对其工作效率产生不良影响。即使视觉传感器所收集的地理信息较为精准，但也会受到自然光线的影响，自然光的强弱变化对传感器的影响交到就会导致最终效果。因此，在对未来农业机械导航的研发和优化过程中，应注重该方面弊端的优化和完善，设计研发抗干扰能力、性能更加优良的传感器，从而不断提升导航技术工作成效。当下，社会诸多企业已经意识到当前导航技术存在的诸多问题，并不断加大该方面的资金和科研投入，实现农业机械导航技术的不断优化和完善。1.3导航技术的优化策略。首先，应进一步优化导航信息系统，确保导航系统当中的地理信息资源丰富健全。与国外发达国家相比我国农业现代化总体发展水平相对落后，由于土地资源地形呈现多元化特征，土地地形错综复杂，再加上不同地区自然环境等因素影响，导致导航技术信号在不同地形运用过程中的具体效果也不尽相同，最终致使农业机械生产作业效果和质量也受到影响。因此，要求导航技术相关人员应不断更新和补充导航系统信息，将错综复杂的地形信息及时地更新和补充导航信息系统当中去，继而确保农业机械导航技术的实时性和准确性，从而极大地提升农业机械工作效率及质量；其次，应不断提升导航装置硬件性能。当下，所生产的导航装置的机械性能方面依然存在诸多不足，具体表现在工作中噪音较大、易出现机械故障，并且也会产生强辐射继而对工作效率和质量产生不良影响；比如，在高温的天气环境下作业时，因为温度过高会对红外线产生作用，继而导致视觉导航出现问题。所以，为了提升导航精准性，就必须不断优化和提升传感器的机械性能；最后，应进一步做好设备装置之间的协调工作，农业机械导航需要各装置设备之间能够互相协调配合，才能实现最有效果，最终不断提升农业机械导航的精准性，为农业生产提供优质服务。

2结束语

现代农业机械导航技术在农业生产中已经得到了应用和推广，这是农业技术发展的革新，虽然在实践过程中还存在一些问题，相信通过不断的研究和改进，农业机械导航技术一定会逐步的成熟，还有很大的发展空间。

参考文献：

摘要:为加快农业现代化建设，促进农业发展，必须加以创新，改变传统的耕作方式，与现代信息科技相融合。本文围绕农业机械自动导航技术，先对GPS、视觉导航等导航方式以及几种关键技术进行分析，然后对其发展进行展望。

关键词:农业机械化；自动导航技术；GPS技术

将科技合理应用在农业生产中，有利于提高生产效率和作业质量，进一步推动新农村建设。农业机械化改变了传统的耕作方式，随着时代的发展，信息技术也开始融入其中，比如导航定位和农业的融合，就是对一般机械化的升级，可降低驾驶难度，推动精准农业进步。机械自动导航技术在农业中功能多样，可完成田间耕作、播种、施肥、喷药等多项操作，尽可能降低遗漏作业、重复作业等情况的发生率。总之，在推广该技术的同时还应加强研究，树立创新意识，在智能化道路上走得更远。

1农业机械自动导航中的常用方式

1.1GPS定位系统

GPS是具有三维定位、导航功能的全球定位系统，具有全天候、全方位、高精度等特点，在汽车、航空等领域有着广泛应用，使得地球社会的信息化水平得以提升[1]。该系统由空间部分、地面控制系统、用户设备三部分组成，基本原理是根据已知位置的卫星来确定接收机的具体位置。将其安装在农业机具上，在田间耕作时便可按照优化路径快速耕作，大大提高了农业劳动生产效率。该技术在农业中可用于多项操作，比如土质检测和变量施肥，车辆行走在田里可采集不同位置的土壤进行质量检测。往往会结合GIS（地理信息系统）系统使用，记录下精确位置，最终可绘制出一幅不同质量的土壤分布图，方便后续的变量施肥。传统施肥多采用人工方式，这种方式较为粗放，主要是凭借经验。现在开始使用施肥车等机具，但都难以根据各处的土壤性质进行肥量调整，而GPS、GIS技术则可以实现。当前，很多农村地区都进行集约化、规模化耕作，大面积作业时如何准确无误地把握作业轨迹非常关键。GPS系统可保存提前确定的轨迹，实际耕作时会有系统引导和提醒，因为路径最佳，可减少走弯路的可能，从而省油省钱。

1.系统主要任务

基于北斗导航系统的电力管理系统的主要任务可以归纳如下：

1.1实现电力管理系统的动态监测

实时动态监测电网全部信息，监测数据反映系统动态行为特征。主要应用领域如下：稳态分析、全网动态过程记录及事故分析、电力系统动态模型辨识及模型校正、暂态稳定预测及控制、电压及频率稳定监视及控制、低频振荡分析及抑制、全局反馈控制、故障定位及线路参数测量等。

1.2实现整个区域电网的调度管理

使得设备满足负荷的需要；使整个电网安全可靠运行和连续供电；保证电能的质量；经济合理利用能源。

摘要：农业在科技的带动下有了新的发展，这不仅体现在规模上，更体现在农业生产技术、农业营销模式等方面。现阶段，为了实现农业精细化发展，需要借助农业机械导航技术。文章对农业机械导航技术发展现状进行分析，并提出其具体运用，希望给有关人员提供参考。

关键词：农业机械；导航技术；发展；应用

农业机械自动导航技术是实现现代化农业的重要技术，在农业生产中占据了较高的地位，具有较为广阔的发展前景，能有效提升农业生产效率，促进农业精细化发展。

1农业机械导航技术发展现状

随着科学技术发展，农业机械导航技术已经开始逐渐运用到农业领域当中，为农业现代化发展起到了重要的推动作用。农业机械导航技术的运用，能有效地提升农业经济效益。通过导航系统，实现对农田的精准定位，利用农业机械，农民能利用民航系统、传感器系统，对农作物产量情况、土壤情况进行准确了解，及时了解农作物生产中相关问题，以便于有针对性地研究与解决这些问题，积极进行农业治理工作，保证农业生产质量与产量。从目前来说，农业机械导航技术发展前景广阔。传感器技术是农业机械导航体系中关键的技术，在农业机械生产中，引入传感器技术，能为农业种植、施肥等提供自动化支持，减轻农民工作量。在大型农业机械中安装传感器，能对农作物含水量、产量等进行检测。同时，结合GPS定位技术，能对农作物各个生长阶段情况实时检测，以便及时采取措施解决农作物生长问题，大大提升农业生产效率。

2农业机械导航技术在农业生产中具体运用