黑龙江垦区精准农业两种GPS 差分方式比较研究.docx

黑龙江垦区精准农业两种GPS差分方式比较研究dFj王新忠王熙王智墩庄卫东汪春(黑龙江八一农星大学工程学院 犬庆163319)摘 要：为了精准农业技术示范试验需要，采用了 GPS定位差分系统，以提高GPS系统定 位精度本文对黑龙江星区现有两种精准农业GPS差分方式进行了介绍，并对两种GPS差 分方式进行了比较研究关键词：精准农业，全球定位系统，差分系统1. 前言2002年黑龙江农星总局在友谊农场五分场二队引进美国CASE公司整食糟准农业机械设 备，婕立了友谊农场精准农业试验示范基地2003年黑龙江农星总局乂在人西江农场引进 美国JOHN DEERE公司整套精准农业机械设备，疑立了人西江精准农业试验示范基地通过 对两个试验示范基地GPS差分方式的比较，对两种GPS差分方式有了一个初步认识2. 全球卫星定位系统(GPS)全球定位系统GPS (Global Positioning System)是美国的第二代-卫星导航定位系统GPS的空间部分使用24颗卫星组成全球卫星定位系统，每天24小时为全球陆、海、空用户 全天侯提供三维位直、速度和时间信息全球定位系统(GPS) 1从建立以来，已得到非常广 泛的应用。

但美国岀于其战略上的考虑，对外应用上，于1991年7月开始实施SA政策， SA (Selective Availability)称为有选择可用技术，即人为地将谋差引入卫星钟和卫星数据 中，故意降低GPS定位精度，使用户的GPS接收机梢度都在100米左右虽然美国政府1999 年取消SA政策，但定位精度仍然在15米左右，这样的精度不能满足实际应用需要，也给 使用者带来极大不便3. 差分GPS定位系统(DGPS)为了提高GPS定位精度，采用差分技术(Diffcmntial GPS)可以改善因齐种误差所影 响的定位精度，使定位精度提高到亚米级或厘米级差分定位是在一个地理位萱准确已知 点建立差分基准台，实吋计算出差分误差信息，并将此信息传送给用户,用八即可得到高 精度定位3.1友谊农场区域自主型地面站GPS差分系统友谊农场精准农业技术示范试验基地DGPS定位系统采用区域『I主型地而站GPS差分方 式，使用的GPS差分方式是采用伪距差分方式(RTCM方式，Radio Technical Commission for Maritime Services,航海无线电技术委员会)，在基准站上的GPS接收机求得它至可见.卩 星的跖•离,并将此计算出的距离与含有谋羌的测量值加以比较求出其偏差，然片将所有卫 星的测距i吴養利川数传发射电台传输给田间作业机器（如联合收割机），出间作业机器上的 GPS接收机接收GPS信号的同时利用数传接收电台接收测距谋差來改正测景的伪距，最后利 用改正后的伪距來解岀白身的位宜，从而消去公共谋差，提高定位精度。

GPS的定位谋差一 般在15m以内，而RTCM差分后的DGPS的定位误差是亚米级的，即定位谋差在lm以内，这 种精度能保证农业生产中的定位需求区域白主型GPS差分系统组成如图1所示图1区域自主型GPS差分系统组成示意图1・联合收割机;2•车载AG132型GPS天线;3•数传接收电台天线;4. GPS卫星;5. 35 瓦PCC数传发射电台天线；6. |古|定AG214型GPS天线；7.友谊农场五分场二队办公楼黑龙江省友谊农场五分场二队DGPS系统由地面］古I定式GPS羌分站和移动式DGPS接收 系统组成地面GPS差分站设备包括Ag214 （MS750）型双频GPS接收机,GPS接收天线、 35瓦PCC数传发射电台、PCC数传电台发射天线、12伏直流稳压电源等组成Ag214 （MS750）型GPS接收机由美国天宝（Tumble）公司生产，为精确动态定位而设 计的双频GPS接收机，在精确定位、导航及控制等领域有着广泛的应用，该接收机的精度 高，适合作为地面GPS羌分基准站的接收机数据链（差分数据的无线传输）使用的是其高频（UHF）的无线电通讯设备（数传电台）, 传输距离与电台发射天线高度、功率及移动站天线和基准站天线间的阻扌当有关。

友谊农场 五分场二队办公楼顶部PCC数传电台发射天线长度2米,架设高度为14米经过实际测试, 数传电台作用距离为30公里，完全可以满足精准农业试验需要移动式DGPS接收系统由接收卫星信号的移动式Agl32型GPS接收机和用于接收差分信 号的PCC无线电数传接收机组成，PCC无线电数传接收机通过RS-232串行接口与Agl32型 GPS接收机相连接，RS-232串行接口数据传输设置为RTCM格式，即差分信号格式，波特率 为9600b/s、8个数据位、1个起始位、1个停止位、没有校验位3. 2大西江农场GPS卫星差分系统黑龙江星区九三农星分局人術江农场精准农业试验示范基地采用GPS普分方式是卫星 差分形式GPS卫星差分系统组成示意图如图2所示图中为表示清楚，联合收割机上安 装的GPS接收机天线和差分信号接收机天线为分置的，实际两个天线合直在一个圆球形天 线内部，特此说明DGPS接收机采用双频差分SF2卫星差分系统，平均定位精度课差为4英寸（10厘米） 地球同步卫星差分系统是由美国修斯顿OMNISTAR公司提供，OMXITSTAR广域卫星差分服务 被约翰迪尔的“绿色之星”系统所使用OMXISTAR卫星差分信号，覆盖全球90%的区域， 约翰迪尔公司“星火” GPS网络卫星差分系统，有两个地而注入站，将差分信号送上修斯顿 公司三颗地而同步一卫星4・差分方式比较研究黑龙江星区gps差分形武n前有地面站養分和一卫星普分两种形式。

友谊农场采用地面 基准站差分方式；人西江农场采用卫星差分方式，这两种差分方式各有优缺点友谊农场五分场二队试验示范基地应用区域自主型单站DGPS系统，一次性惣站投资比 较大，后期运行费用比较低，没有卫星差分信号服务费用，但服务半径相对较小，大约为 30公里左右基准站采川AG214型双频GPS接收机，定位精度较高，但价格也较高；车载 移动GPS采川AG 132型单频GPS接收机，价格较低，但定位精度低于双频接收机，芳分信号 传输格式为伪距差分(RTCM)o友谊农场DGPS系统经过两年试验示范表明，该系统工作稳 定、定位精度达到日前友谊农场精准农业试验示范需要大西江农场应用的DGPS系统为卫星差分GPS系统，该差分方式是一种收费提供差分服 务的形式，服务半径比较人，每台“星火” DGPS定位系统每年要向约翰迪尔公司交纳800 美元差分信号服务费用车载移动DGPS采用“星火”双频茅分GPS接收机，定位精度较高， 价格相应也较贵由于大西江农场引进的大型气吹式变量施肥播种机幅宽18米，配备划印 器比较困难，没有安装划印器，依靠DGPS设备对拖拉机进行白动导航为了避免重播、漏 播，要求配备在拖拉机上的DGPS定位设备定位导航精度比较高，配套的“星火” DGPS定 位设备“趟一趟”运动精度误差为10厘米。

由于设备引进的吋I、可比较短，定位精度能否 达到达到人西江农场精准农业导航(髙定位精度)试验示范需要，还需要进一步测试和试 验参考文献：[1] 王熙，王新忠，王智敢等.基于GPS的收获机产最监视仪试验研究[J].北京：农机科技推 广，2002. 3 (1):26〜27[2] 王新忠，王熙，王智緻.耕准农业与变量施肥技术[J].照龙江八一农垦大学学报,2002. 14(4):25-27[3] 王熙，王新忠，庄卫东等.DGPS在友谊农场土壤取样中的应用[J].黑龙江八一农星大学学 报,2003. 15(1):44〜46[4] 王新忠，王熙，王智緻等.差分GPS定位系统在友谊农场蒂准农业中的应用[J].现代化农 业,2003.290(9):32〜33Study on the Comparison of Two Kinds of GPS Differential for Precision Agriculture in Reclamation Area of HeilongjiangWang Xinzhong, Wang Xi, Wang Zhimin, Zhuang Weidong, Wang Chuen(Engineering College, Heilongjiang August First Land Reclamation University,Daqing, 163319 )Abstract: In order to requirement of precision agriculture test, differential systems of GPS position were adopted to in crease the position accuracy of GPS system.. In this paper, two kinds of present GPS differential methods are introduced and compared for precision agriculture in Reclamation Area of Heilongjiang.Keyword: Global Positioning System, Precision Agriculture, Differential System 作者简介：王新忠，女，41岁，黑龙江八-哝星犬学工程学院副教授，主要从事工程力学 教学及精准农业科研工作。

资助项目：国家高技术研究发展计划（课题编号：2003AA209090）资助作者联系方式：黑龙江省人庆市开发区黑龙江八-•农星大学工程学院王新忠邮编：163319 ：0459-6818502 E-mail： ndwangxi@。