定位技術(shù)在精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用-全文預(yù)覽
【正文】 ，且已被廣泛承認(rèn)是發(fā)展持續(xù)農(nóng)業(yè)的重要途徑。在美、加、澳、歐等國，精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的實(shí)驗(yàn)研究以涉及小麥、玉米、大豆、甜菜、土豆等作物生產(chǎn)。在萬維網(wǎng)上設(shè)有多個(gè)專題網(wǎng)址，可及時(shí)檢索到有關(guān)精細(xì)農(nóng)作研究的最新信息。19931994年，精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)思想首先在美國明尼蘇達(dá)州的兩個(gè)農(nóng)場進(jìn)行試驗(yàn)。其核心是建立一個(gè)完善的農(nóng)田地理信息系統(tǒng)（GIS），可以說是信息技術(shù)與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)全面結(jié)合的一種新型農(nóng)業(yè)。由于求出的是同步點(diǎn)站間的三維基線向量(即點(diǎn)間的邊長) ，故必須給出一個(gè)點(diǎn)的已知坐標(biāo)和一個(gè)已知方位角。優(yōu)點(diǎn):由于采用同步觀測資料進(jìn)行相對(duì)定位，使衛(wèi)星鐘誤差、星歷誤差、信號(hào)在大氣中傳播誤差可得到消除或大幅度削弱。缺點(diǎn):定位精度低，為10～30m。①絕對(duì)定位。單點(diǎn)定位就是根據(jù)一臺(tái)接收機(jī)的觀測數(shù)據(jù)來確定接收機(jī)位置的方式，它只能采用偽距觀測量，可用于車船等的概略導(dǎo)航定位。嚴(yán)格而言，載波相位應(yīng)被稱為載波拍頻相位，它是收到的受多普勒頻 移影響的衛(wèi)星信號(hào)載波相位與接收機(jī)本機(jī)振蕩產(chǎn)生信號(hào)相位之差。GPS接收機(jī)可接收到可用于授時(shí)的準(zhǔn)確至納秒級(jí)的時(shí)間信息；用于預(yù)報(bào)未來幾個(gè)月內(nèi)衛(wèi)星所處概略位置的預(yù)報(bào)星歷；用于計(jì)算定位時(shí)所需衛(wèi)星坐標(biāo)的廣播星歷，精度為幾米至幾十米（各個(gè)衛(wèi)星不同，隨時(shí)變化）；以及GPS系統(tǒng)信息，如衛(wèi)星狀況等。當(dāng)用戶接受到導(dǎo)航電文時(shí)，提取出衛(wèi)星時(shí)間并將其與自己的時(shí)鐘做對(duì)比便可得知衛(wèi)星與用戶的距離，再利用導(dǎo)航電文中的衛(wèi)星星歷數(shù)據(jù)推算出衛(wèi)星發(fā)射電文時(shí)所處位置，用戶在WGS84大地坐標(biāo)系中的位置速度等信息便可得知。導(dǎo)航電文每個(gè)主幀中包含5個(gè)子幀每幀長6s。C/，重復(fù)周期一毫秒，碼間距1微秒，相當(dāng)于300m；，相當(dāng)于30m。 GPS原理及方法 GPS導(dǎo)航系統(tǒng)的基本原理是測量出已知位置的衛(wèi)星到用戶接收機(jī)之間的距離，然后綜合多顆衛(wèi)星的數(shù)據(jù)就可知道接收機(jī)的具體位置。它由三部分構(gòu)成，一是地面控制部分，由主控站、地面天線、監(jiān)測站及通訊輔助系統(tǒng)組成。由于預(yù)算壓縮，GPS計(jì)劃不得不減少衛(wèi)星發(fā)射數(shù)量，改為將18顆衛(wèi)星分布在互成60度的6個(gè)軌道上，然而這一方案使得衛(wèi)星可靠性得不到保障。該機(jī)構(gòu)成員眾多，包括美國陸軍、海軍、海軍陸戰(zhàn)隊(duì)、交通部、國防制圖局、北約和澳大利亞的代表。而美國空軍則提出了621B的以每星群4到5顆衛(wèi)星組成3至4個(gè)星群的計(jì)劃，這些衛(wèi)星中除1顆采用同步軌道外其余的都使用周期為24h的傾斜軌道，該計(jì)劃以偽隨機(jī)碼(PRN)為基礎(chǔ)傳播衛(wèi)星測距信號(hào)，其強(qiáng)大的功能，當(dāng)信號(hào)密度低于環(huán)境噪聲的1%時(shí)也能將其檢測出來。然而，子午儀系統(tǒng)使得研發(fā)部門對(duì)衛(wèi)星定位取得了初步的經(jīng)驗(yàn)，并驗(yàn)證了由衛(wèi)星系統(tǒng)進(jìn)行定位的可行性，為GPS的研制埋下了鋪墊。[關(guān)鍵詞] GPS 精準(zhǔn)農(nóng)業(yè) 應(yīng)用 GPS定義 利用GPS定位衛(wèi)星，在全球范圍內(nèi)實(shí)時(shí)進(jìn)行定位、導(dǎo)航的系統(tǒng)，稱為全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)，簡稱GPS。隨著精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)向著更加精準(zhǔn)的方向發(fā)展， GPS定位系統(tǒng)將會(huì)得到更加普遍的應(yīng)用，將在現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)中起到愈加主導(dǎo)的作用。該系統(tǒng)用5到6顆衛(wèi)星組成的星網(wǎng)工作，每天最多繞過地球13次，并且無法給出高度信息，在定位精度方面也不盡如人意。為此，美國海軍研究實(shí)驗(yàn)室(NRL)提出了名為Tinmation的用12到18顆衛(wèi)星組成10000km高度的全球定位網(wǎng)計(jì)劃，并于1967年、1969年和1974年各發(fā)射了一顆試驗(yàn)衛(wèi)星，在這些衛(wèi)星上初步試驗(yàn)了原子鐘計(jì)時(shí)系統(tǒng)，這是GPS精確定位的基礎(chǔ)。由于同時(shí)研制兩個(gè)系統(tǒng)會(huì)造成巨大的費(fèi)用而且這里兩個(gè)計(jì)劃都是為了提供全球定位而設(shè)計(jì)的，所以1973年美國國防部將2者合二為一，并由國防部牽頭的衛(wèi)星導(dǎo)航定位聯(lián)合計(jì)劃局(JPO)領(lǐng)導(dǎo)，還將辦事機(jī)構(gòu)設(shè)立在洛杉磯的空軍航天處。這樣，粗碼精度可達(dá)100m，精碼精度為10m。GPS導(dǎo)航系統(tǒng)是以全球24顆定位人造衛(wèi)星為基礎(chǔ)，向全球各地全天候地提供三維位置、三維速度等信息的一種無線電導(dǎo)航定位系統(tǒng)。民用的定位精度可達(dá)10米內(nèi)。GPS系統(tǒng)使用的偽碼一共有兩種，分別是民用的C/A碼和軍用的P(Y)碼。它是從衛(wèi)星信號(hào)中解調(diào)制出來，以50b/s調(diào)制在載頻上發(fā)射的。導(dǎo)航電文中的內(nèi)容主要有遙測碼、轉(zhuǎn)換碼、第3數(shù)據(jù)塊，其中最重要的則為星歷數(shù)據(jù)。所以如果想知道接收機(jī)所處的位置，至少要能接收到4個(gè)衛(wèi)星的信號(hào)。GPS接收機(jī)對(duì)收到的衛(wèi)星信號(hào)，進(jìn)行解碼或采用其它技術(shù)，將調(diào)制在載波上的信息去掉后，就可以恢復(fù)載波。按定位方式，GPS定位分為單點(diǎn)定位和相對(duì)定位（差分定位）。 GPS定位方法 根據(jù)定位模式，GPS定位方法分為絕對(duì)定位和相對(duì)定位2種。優(yōu)點(diǎn):作業(yè)方式簡單，一臺(tái)GPS接收機(jī)即可作
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