精確農(nóng)業(yè)技術(shù)

1、農(nóng)業(yè)信息技術(shù),第八章 精確農(nóng)業(yè)技術(shù),3,精確農(nóng)業(yè)技術(shù)概述 全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)GPS 智能化農(nóng)業(yè)機(jī)械裝備技術(shù),精確農(nóng)業(yè),精確農(nóng)業(yè)是在現(xiàn)代信息技術(shù)、生物技術(shù)、工程技術(shù)等高新技術(shù)最新成就的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)形式，其核心是3S技術(shù)和計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制技術(shù)。 在精確農(nóng)業(yè)研究中，土壤精準(zhǔn)施肥、節(jié)水灌溉、雜草防除、病蟲害綜合管理精準(zhǔn)技術(shù)等領(lǐng)域，建立了試驗(yàn)示范基地，取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益，在適合我國國情的精確農(nóng)業(yè)技術(shù)應(yīng)用方面取

2、得了突破性進(jìn)展。,精確農(nóng)業(yè),美國于80 年代初提出精確農(nóng)業(yè)的概念，其基本涵義是利用3 S 技術(shù)把農(nóng)業(yè)技術(shù)措施的差異從地塊水平精確到平方厘米水平的一整套綜合農(nóng)業(yè)管理技術(shù)，不僅可以大量節(jié)約肥料、種子、農(nóng)藥等農(nóng)業(yè)生產(chǎn)資料，而且可以提高農(nóng)業(yè)產(chǎn)量和減少環(huán)境污染。目前主要研究內(nèi)容包括：3S 精確耕作、播種、除草、施肥、灌溉技術(shù)；3S害蟲遷飛跟蹤技術(shù)和農(nóng)藥精確噴施技術(shù)等。在美國加州，利用拖拉機(jī)上裝備的計(jì)算機(jī)通過聯(lián)網(wǎng)收到的GIS系統(tǒng)關(guān)于當(dāng)?shù)仄咸褕@作物

3、生長狀況等信息，結(jié)合全球定位系統(tǒng)（GPS）的信息，對(duì)每一塊土地進(jìn)行不同的施肥與灌溉作業(yè)，精確到1 平方米的范圍，使產(chǎn)量增加1倍，還可節(jié)約成本40％。,第一節(jié) 精確農(nóng)業(yè)技術(shù)概述,一、精確農(nóng)業(yè)的概念二、精確農(nóng)業(yè)的產(chǎn)生與發(fā)展三、精確農(nóng)業(yè)技術(shù)體系四、精確農(nóng)業(yè)關(guān)鍵技術(shù)五、精確農(nóng)業(yè)發(fā)展的主要問題與發(fā)展方向 了解,一、精確農(nóng)業(yè)的概念,精確農(nóng)業(yè)（Precision Agriculture，簡稱PA）首先由美國農(nóng)業(yè)科學(xué)工作者在20世紀(jì)90年代初

4、倡導(dǎo)并實(shí)施的。在國外，與Precision Agriculture意義相近的詞有Precision Farming、Site Specific Crop Management（簡稱SSCM）、Prescription Farming等。國內(nèi)對(duì)其譯文也不盡相同，如精確農(nóng)業(yè)、精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)、精細(xì)農(nóng)業(yè)、精致農(nóng)業(yè)、定位農(nóng)業(yè)、農(nóng)作物定位管理和處方農(nóng)作等，其內(nèi)涵都是一致的，是指精細(xì)、準(zhǔn)確的農(nóng)業(yè)。精確農(nóng)業(yè)有廣義和狹義之分。,第一節(jié) 精確農(nóng)業(yè)技術(shù)概述,

5、廣義的精確農(nóng)業(yè)（Precision Agriculture）又叫精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)、精細(xì)農(nóng)業(yè)包含種植業(yè)、養(yǎng)殖業(yè)、農(nóng)產(chǎn)品加工業(yè)，即所謂的大農(nóng)業(yè)。包含精細(xì)農(nóng)作（Precision Farming）、精確養(yǎng)殖（Precision Feeding）和精確加工（Precision Processing）等方面，是指為了挖掘并謀求種植業(yè)和畜牧業(yè)利潤最大化，所采取的精確投入的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理手段。,狹義的精確農(nóng)業(yè)是指單純的種植業(yè)，即面向大田作物生產(chǎn)的“精確農(nóng)作

6、”（Precision Farming）技術(shù)，是基于農(nóng)業(yè)信息技術(shù)與機(jī)械裝備技術(shù)集成的現(xiàn)代農(nóng)田“精耕細(xì)作”技術(shù)。所謂精確農(nóng)業(yè)或精確農(nóng)作是一種基于農(nóng)田小區(qū)作物生長環(huán)境差異性實(shí)施變量投入的生產(chǎn)管理技術(shù)，能按照田間每一操作單元的具體條件精細(xì)準(zhǔn)確地調(diào)整各項(xiàng)土壤和作物管理措施，最大限度地優(yōu)化各項(xiàng)農(nóng)業(yè)投入，以獲取最高產(chǎn)量和最大效益，同時(shí)保護(hù)農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境和農(nóng)業(yè)資源。精確農(nóng)業(yè)的基本特征可以概括為：生產(chǎn)手段精細(xì)、資源投入精省、運(yùn)作尺度精確、收獲高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)

7、、經(jīng)濟(jì)高效安全。,在這個(gè)基礎(chǔ)上，可以把精確農(nóng)業(yè)理解為：利用全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)（GPS）、地理信息系統(tǒng)（GIS）、遙感（RS）、決策支持系統(tǒng)（DSS）和變量控制技術(shù)（VRT）等現(xiàn)代高新技術(shù)，與農(nóng)學(xué)、土壤、植保等學(xué)科相結(jié)合，獲取農(nóng)田小區(qū)作物產(chǎn)量和影響作物生長的環(huán)境因素（如土壤結(jié)構(gòu)、地形、植物營養(yǎng)、含水量、病蟲草害等）實(shí)際存在的空間和時(shí)間差異性信息，分析影響小區(qū)產(chǎn)量差異的原因，采取技術(shù)上可行、經(jīng)濟(jì)上有效的調(diào)控措施，區(qū)別對(duì)待不同農(nóng)田小區(qū)，按需實(shí)施

8、定位調(diào)控的“處方農(nóng)作”。,眾多學(xué)者對(duì)“精確農(nóng)業(yè)”的概念表述有所不同，但都包含三個(gè)共同點(diǎn)：,（1）基于作物及資源環(huán)境的時(shí)空差異特征；（2）以最小資源投入、最大農(nóng)業(yè)收益和最小環(huán)境危害為目標(biāo)；（3）以3S技術(shù)、信息技術(shù)、智能化技術(shù)等為技術(shù)支撐體系。,,精確（精細(xì)）農(nóng)業(yè)/機(jī)具,設(shè)施農(nóng)業(yè)/設(shè)施種植,設(shè)施農(nóng)業(yè)/設(shè)施養(yǎng)殖,農(nóng)林業(yè)機(jī)器人/林木球果采集機(jī)器人,可以在較短的林木球果成熟期大量采集種子，其作業(yè)效率是人工上樹采摘效率的30—35倍。森林的生

9、態(tài)保護(hù)、森林的更新、林業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。,農(nóng)林業(yè)機(jī)器人/伐根機(jī)器人,將伐根取出利用，經(jīng)濟(jì)效益可觀，而且有利于更新造林，并可清除繁殖伐根上損害樹木的病蟲害和真菌。,二、精確農(nóng)業(yè)的產(chǎn)生與發(fā)展,1. 精確農(nóng)業(yè)思想的形成及其意義,區(qū)域或田塊尺度,,1. 精確農(nóng)業(yè)思想的形成及其意義,精確農(nóng)業(yè)思想的形成,2. 國外精確農(nóng)業(yè)發(fā)展概況,發(fā)達(dá)國家始于20世紀(jì)80年代初期。從事作物栽培、土壤肥力、作物病蟲草害防治的農(nóng)學(xué)家在進(jìn)行作物生長模擬模型、栽培管理、

10、測(cè)土配方施肥與植保專家系統(tǒng)應(yīng)用研究與實(shí)踐中，揭示了農(nóng)田內(nèi)小區(qū)作物產(chǎn)量和生長環(huán)境條件呈現(xiàn)明顯的時(shí)空差異性，從而提出對(duì)作物栽培管理實(shí)施定位、按需變量投入，或稱“處方農(nóng)作”的精確農(nóng)業(yè)技術(shù)思想，并受到廣泛的重視。,2. 國外精確農(nóng)業(yè)發(fā)展概況,1992年美國明尼蘇達(dá)大學(xué)開始使用“Precision Agriculture”一詞，并為有關(guān)學(xué)校、公司和政府機(jī)構(gòu)普遍接受。1993年美國開始試行精確農(nóng)業(yè)。美國明尼蘇達(dá)大學(xué)在明尼蘇達(dá)漢斯卡農(nóng)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)證明，精

11、確農(nóng)業(yè)施肥量平均減少82kg/hm2。1995年美國明尼蘇達(dá)州、華盛頓州開發(fā)了商品性變量投入技術(shù)（VRT——Variable Rate Technology）應(yīng)用設(shè)備?？砂床煌恢脟姙⒉煌瑒┝哭r(nóng)藥的變量植保設(shè)備，利用GIS和SSCM構(gòu)成電子地圖的種植業(yè)生產(chǎn)管理系統(tǒng)，利用傳感器、GPS、GIS采集和處理空間數(shù)據(jù)并形成決策支持系統(tǒng)的成套設(shè)備等商品問世。,1995年，裝有空間定位和產(chǎn)量傳感器的現(xiàn)代谷物聯(lián)合收獲機(jī)，在收獲過程中自動(dòng)生成以12～

12、15 m2為單元組成的農(nóng)田小區(qū)產(chǎn)量分布圖。1998年，拖拉機(jī)、播種機(jī)和施肥機(jī)上配備了電腦和GPS，可以實(shí)現(xiàn)變量播種和施肥，約2萬臺(tái)谷物聯(lián)合收割機(jī)安裝有產(chǎn)量傳感器，并對(duì)甜菜、馬鈴薯、甘蔗、棉花等作物產(chǎn)量計(jì)量傳感器進(jìn)行了研究。2002年，美國有50％農(nóng)場(chǎng)服務(wù)商提供使用GPS網(wǎng)格取樣，有43％農(nóng)場(chǎng)服務(wù)商提供基于控制器的變量施肥技術(shù)。美國約有30％馬鈴薯和甜菜、25％玉米、18％大豆和15％小麥面積實(shí)施了變量施肥技術(shù)，在東部玉米帶廣泛采用了

13、石灰變量施用技術(shù)。,2007年美國Purdue大學(xué)的調(diào)查結(jié)果表明，被調(diào)查者中有76％使用了某種精確農(nóng)業(yè)技術(shù)，其中64％使用了GPS導(dǎo)航系統(tǒng)，20％使用了GIS和RS數(shù)據(jù)，不足10％使用了GPS自動(dòng)駕駛系統(tǒng)和土壤電導(dǎo)率測(cè)定系統(tǒng)。在采用精確農(nóng)業(yè)技術(shù)的農(nóng)民中，約有60％實(shí)現(xiàn)盈利、10％虧本、30％保本。農(nóng)場(chǎng)規(guī)模是決定是否采用精確農(nóng)業(yè)技術(shù)的主要因素。年銷售額高于10萬美元的農(nóng)場(chǎng)才是精確農(nóng)業(yè)技術(shù)應(yīng)用的主力軍。由于目前精確農(nóng)業(yè)技術(shù)體系的增產(chǎn)、節(jié)

14、本和增效作用不夠明顯，美國農(nóng)民對(duì)精確農(nóng)業(yè)技術(shù)采納率仍然不高，表明精確農(nóng)業(yè)技術(shù)應(yīng)用推廣面臨新的挑戰(zhàn)。,2000～2007年美國精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)與服務(wù)普及變化情況 （趙春江，2009）,2007年美國精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)變量施肥技術(shù)應(yīng)用情況 （趙春江，2009）,三、精確農(nóng)業(yè)技術(shù)體系,1. 精確農(nóng)業(yè)技術(shù)實(shí)施流程 圖8-62. 精確農(nóng)業(yè)技術(shù)體系 包括農(nóng)田環(huán)境及作物長勢(shì)監(jiān)測(cè)、針對(duì)性投入決策生成和決策實(shí)施3個(gè)環(huán)節(jié) 表

15、8-1、圖8-7,四、精確農(nóng)業(yè)關(guān)鍵技術(shù),1. 全球定位系統(tǒng)2. 地理信息系統(tǒng)3. 遙感技術(shù)4. 產(chǎn)量計(jì)量與產(chǎn)量分布圖生成技術(shù)5. 田間變量信息采集與處理技術(shù)6. 作物生產(chǎn)管理決策支持系統(tǒng)7. 變量控制技術(shù)8. 智能化變量農(nóng)作機(jī)械,第二節(jié) 全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)GPS,,一、GPS概述二、GPS系統(tǒng)組成三、GPS系統(tǒng)定位原理四、差分GPS定位原理 了解五、其他衛(wèi)星定位系統(tǒng)簡介,1．定義 全球定位系統(tǒng)

16、GPS（Global Positioning System）,是一種可以授時(shí)和測(cè)距的空間交會(huì)定點(diǎn)的導(dǎo)航系統(tǒng),可向全球用戶提供連續(xù)、實(shí)時(shí)、高精度的三維位置、三維速度和時(shí)間信息。,一、GPS概述,1957年10月第一顆人造地球衛(wèi)星上天，天基電子導(dǎo)航應(yīng)運(yùn)而生。利用多普勒頻移原理1964年建成子午衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)(TRANSIT)。美國從1973年開始籌建全球定位系統(tǒng)，1994年投入使用。經(jīng)歷20年，耗資300億美元，是繼阿波羅登月計(jì)劃和

17、航天飛機(jī)計(jì)劃之后的第三項(xiàng)龐大空間計(jì)劃。,2.GPS計(jì)劃的實(shí)施分為三個(gè)階段：,第一階段為方案論證和初步設(shè)計(jì)階段（1973年～1978年），發(fā)射了4顆衛(wèi)星，建立了地面跟蹤網(wǎng)并研制了地面接收機(jī)；第二階段為全面研制和實(shí)驗(yàn)階段（1979年～1984年），發(fā)射了7顆Block I實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星，研制了各種用途的接收機(jī)，包括導(dǎo)航型和測(cè)地型接收機(jī)；,第三階段為實(shí)用組網(wǎng)階段（1985年～1993年），發(fā)射了Block II和Block IIA工作衛(wèi)星（Blo

18、ck IIA衛(wèi)星增強(qiáng)了軍事應(yīng)用功能并擴(kuò)大了數(shù)據(jù)存儲(chǔ)容量）。截止到1993年，由分布在6個(gè)軌道平面內(nèi)的（21＋3）顆衛(wèi)星組成的GPS空間星座已經(jīng)建成，1994年投入使用，今后將根據(jù)計(jì)劃更換失效的衛(wèi)星。,3.GPS的主要特點(diǎn)： (1)全球全天候?qū)崟r(shí)定位。GPS衛(wèi)星數(shù)目多，分布合理，所以地球上任何地點(diǎn)都可以連續(xù)同步觀測(cè)到至少4顆衛(wèi)星，從而保證了全球、全天候、實(shí)時(shí)三維定位。 (2)自動(dòng)化程度高。用GPS接收機(jī)測(cè)量時(shí)，只要將天線

19、精確安置在測(cè)站上，主機(jī)可安放在測(cè)站不遠(yuǎn)處，也可放在室內(nèi)，通過專用的通訊線和天線連接，接通電源，啟動(dòng)接收機(jī)，儀器就自動(dòng)開始工作。結(jié)束測(cè)量時(shí)，僅需關(guān)閉電源，取下接收機(jī)，便完成野外數(shù)據(jù)采集任務(wù)。,(3)觀測(cè)速度快，精度高。目前，20km以內(nèi)相對(duì)靜態(tài)定位僅需15～20分鐘。GPS相對(duì)定位精度可達(dá)10-6，100～500km可達(dá)10-7。在300～1500m工程精密定位中，觀測(cè)1小時(shí)以上，解算平面位置誤差小于1mm。,(4)應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛。由于

20、GPS提供精確的位置、速度和時(shí)間信息，對(duì)現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)成敗至關(guān)重要，極大改變了未來戰(zhàn)爭(zhēng)的作戰(zhàn)方式。在導(dǎo)航方面，GPS不僅供用于海上、空中和陸地運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的導(dǎo)航，而且可對(duì)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)實(shí)施監(jiān)控、管理和救援。在地球物理方面，精確測(cè)定地球板塊的位移和運(yùn)動(dòng)速速率，預(yù)測(cè)地震災(zāi)害提供重要數(shù)據(jù)。在測(cè)繪方面，目前GPS己成大地測(cè)量測(cè)定控點(diǎn)的主要方法，在工程測(cè)量以及城市測(cè)繪己廣泛采用GPS先進(jìn)的定位技術(shù)。在交通運(yùn)輸方面，實(shí)施運(yùn)輸監(jiān)控、調(diào)度管理、事故處理和緊急救援都起到

21、非常重要作用。,GPS系統(tǒng)的特點(diǎn):,1、全球，全天候工作,2、功能多，應(yīng)用廣,3、測(cè)站之間無需通視,4、定位精度高，隱蔽性好,5、觀測(cè)時(shí)間短,6、提供三維坐標(biāo),8、免費(fèi)、容易,,,,,,,有人說過，只有我們想不到的，沒有GPS做不到的。有人預(yù)言， GPS將改變我們的生活方式。,7、操作簡便,二、GPS系統(tǒng)組成,1.導(dǎo)航衛(wèi)星美國由24顆工作衛(wèi)星和3顆備用衛(wèi)星,GPS衛(wèi)星構(gòu)造,導(dǎo)航衛(wèi)星,24顆衛(wèi)星（24+3）6個(gè)軌道平面（相互交角

22、60°）55º軌道傾角(相對(duì)于赤道面)20200km軌道高度（地面高度）11h58min（恒星時(shí)）軌道周期5h7min出現(xiàn)在地平線以上（每顆星）,GPS衛(wèi)星圖片,?GPS衛(wèi)星的特點(diǎn)：●軌道受震運(yùn)動(dòng)小●增大可見地面面積●增強(qiáng)均勻覆蓋,? GPS系統(tǒng)中衛(wèi)星的作用,①用L波段的兩個(gè)無線載波(L119cm和L224cm波)向廣大用戶連續(xù)不斷地發(fā)送導(dǎo)航定位信號(hào)。 ②在衛(wèi)星飛越注入站上空時(shí)，接收由地

23、面注入站不斷發(fā)送到衛(wèi)星的導(dǎo)航電文和其它有關(guān)信息，并通過GPS信號(hào)電路，適時(shí)地和發(fā)送給廣大用戶。 ③接收地面主控站通過注入站發(fā)送到衛(wèi)星的調(diào)度命令，適時(shí)地改正運(yùn)行偏差或啟用備用時(shí)鐘等。,2. GPS地面站組,1個(gè)主控站,3個(gè)注入站,5個(gè)監(jiān)測(cè)站,斯平士,阿松森島,狄哥·伽西亞,卡瓦迦蘭,夏威夷島,太平洋,印度洋,大西洋,,,,地點(diǎn)：位于科羅拉多的斯平士(Colorado Springs)的 聯(lián)合空間執(zhí)行中心(

24、CSOC),(1)主控站,設(shè)備：主控站擁有大型電子計(jì)算機(jī)，用作數(shù)據(jù)采集、 計(jì)算、傳輸、診斷、編輯等。,(2)注入站,地點(diǎn)：三個(gè)站分別設(shè)大西洋的阿松森(Ascension)島、印度洋的狄哥·伽西亞(Diego Garcia)和太平洋的卡瓦迦蘭(Kwajalein) 的三個(gè)美國軍事基地上。,設(shè)備：一臺(tái)直徑3.6m的天線，一臺(tái)S波段發(fā)射機(jī)和一臺(tái)計(jì)算機(jī)。,作用： 主控站將編輯的衛(wèi)星電文傳送到位于三大洋的三個(gè)注入

25、站，定時(shí)將這些信息注入各個(gè)衛(wèi)星，然后由GPS衛(wèi)星發(fā)送給廣大用戶，這就是所用的衛(wèi)星星歷。此外，注入站能主動(dòng)向主控站發(fā)射信號(hào)，每分鐘報(bào)告一次自己的工作狀態(tài)。,(3)監(jiān)測(cè)站,作用：對(duì)每顆衛(wèi)星進(jìn)行觀測(cè)，精確測(cè)定衛(wèi)星在空間的位置，并向主控站提供觀測(cè)數(shù)據(jù)。,設(shè)備：監(jiān)控站有雙頻GPS接收機(jī)，對(duì)每顆衛(wèi)星長年連續(xù)不斷地進(jìn)行觀測(cè)，每6秒進(jìn)行一次偽距測(cè)量和積分多普勒觀測(cè)，采集氣象要素等數(shù)據(jù),地點(diǎn)：五個(gè)，除一個(gè)主控站、三個(gè)注入站兼作外，還有一個(gè)在夏威夷島。,,

26、=,用戶部分觀測(cè)和記錄由若干衛(wèi)星發(fā)送的數(shù)據(jù),并運(yùn)用數(shù)學(xué)方法求得三維空間位置以及時(shí)間和速度。,3. 用戶接收機(jī),用戶部分包括用戶組織系統(tǒng)和根據(jù)要求安裝相應(yīng)的設(shè)備，但其中心設(shè)備是GPS接收機(jī)。它是一種特制的無線電接收機(jī)，用來接收導(dǎo)航衛(wèi)星發(fā)射的信號(hào)，并以此計(jì)算出定位數(shù)據(jù)。,TOPCON產(chǎn)品,Leica GPS接收機(jī),南方儀器廠,圖片：導(dǎo)航型GPS機(jī),手持型GPS機(jī),車載型GPS機(jī),圖片：大地型GPS接收機(jī),單頻機(jī),雙頻機(jī),三、GPS系統(tǒng)定位

27、原理,三、GPS系統(tǒng)定位原理 根據(jù)高速運(yùn)動(dòng)的衛(wèi)星瞬間位置作為已知的起算數(shù)據(jù)，采用空間距離后方交會(huì)的方法，確定待測(cè)點(diǎn)的位置。 △t，衛(wèi)星星歷等其他數(shù)據(jù)，確定4方程式。四、差分GPS定位原理（DGPS） 了解,五、其他衛(wèi)星定位系統(tǒng)簡介1.俄羅斯——GLONASS（始建于1978年）全球軌道導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)（Global Orbiting Navigation Satellite Sy

28、stem，GLONASS），是前蘇聯(lián)為滿足授時(shí)、海陸空定位與導(dǎo)航、大地測(cè)量與制圖、生態(tài)監(jiān)測(cè)研究等建立的，現(xiàn)由俄羅斯空間局管理。,目前GLONASS實(shí)際只有8顆衛(wèi)星在運(yùn)行，水平定位精度為57～70m，垂直定位精度為70m，速度矢量測(cè)量精度15 cm/s 。2.伽利略系統(tǒng)（Galileo)——?dú)W盟（始建于2002年）伽利略系統(tǒng)是歐空局和歐盟正在計(jì)劃和實(shí)施的自主獨(dú)立的全球多模式衛(wèi)星定位導(dǎo)航系統(tǒng)。可以分發(fā)實(shí)時(shí)的米級(jí)定位精度信息，適合于保障火

29、車運(yùn)行、導(dǎo)航汽車和飛機(jī)著路的安全性。,3.中國——北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)（2002年已應(yīng)用，07年5月25日，我國第三顆“北斗一號(hào)”衛(wèi)星發(fā)射成功，6月1日，我國自主研發(fā)的“北斗運(yùn)營服務(wù)平臺(tái)”正式開通，這標(biāo)志著我國已經(jīng)擁有了完全自主的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，北斗導(dǎo)航定位系統(tǒng)的大規(guī)模應(yīng)用進(jìn)入了實(shí)質(zhì)性階段，“北斗二號(hào)”（5+30）。4.日本——準(zhǔn)天頂衛(wèi)星系（2008年投入使用）,第三節(jié) GPS在其它領(lǐng)域中的應(yīng)用,一、 GPS應(yīng)用于導(dǎo)航　　主要是為船舶

30、,汽車,飛機(jī)等運(yùn)動(dòng)物體進(jìn)行定位導(dǎo)航。 例如：　　 船舶遠(yuǎn)洋導(dǎo)航和進(jìn)港引水　　 飛機(jī)航路引導(dǎo)和進(jìn)場(chǎng)降落　　 汽車自主導(dǎo)航　　 地面車輛跟蹤和城市智能交通管理　　 緊急救生　　 個(gè)人旅游及野外探險(xiǎn)　　 個(gè)人通訊終端(與手機(jī)，PDA，電子地圖等集成一體),二、GPS應(yīng)用于授時(shí)校頻　電力，郵電，通訊等網(wǎng)絡(luò)的時(shí)間同步　準(zhǔn)確時(shí)間的授入　準(zhǔn)確頻率的授入　精確農(nóng)業(yè),三、GPS應(yīng)用于高精度測(cè)量　各種等級(jí)的大地測(cè)量

31、，控制測(cè)量　道路和各種線路放樣　水下地形測(cè)量 地殼形變測(cè)量，大壩和大型建筑物變形監(jiān)測(cè)　GIS應(yīng)用　工程機(jī)械（輪胎吊，推土機(jī)等）控制,四、軍事用途 美國海軍核潛艇 配備GPS的士兵 GPS導(dǎo)航的艦載飛彈,五、民間用途 車輛導(dǎo)航管理、對(duì)航空器的定位及導(dǎo)航、農(nóng)業(yè)監(jiān)控、配備GPS的巡警、土地測(cè)量工程、森林調(diào)查、資源管理、自助旅游、生態(tài)研究給動(dòng)物戴的GPS項(xiàng)圈。,國外應(yīng)用實(shí)例,美國鐵路運(yùn)營管理 南

32、非貨運(yùn)車輛保險(xiǎn) 歐洲貨運(yùn)指揮調(diào)度 海上船隊(duì)調(diào)度系統(tǒng) 澳大利亞出租車調(diào)度系統(tǒng) 加拿大防盜系統(tǒng),銀行運(yùn)鈔車監(jiān)控系統(tǒng)船隊(duì)調(diào)度管理系統(tǒng)公安指揮派遣系統(tǒng)鐵路機(jī)車調(diào)度系統(tǒng)汽車防盜追蹤系統(tǒng),移動(dòng)目標(biāo)監(jiān)控系統(tǒng),六、 GPS在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用,農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中增加產(chǎn)量和提高效益是根本目的。要達(dá)到增產(chǎn)高效的目的，除了適時(shí)種植高產(chǎn)作物， 加強(qiáng)田間管理等技術(shù)措施外，弄清土壤性質(zhì)，檢測(cè)農(nóng)作物產(chǎn)量、分布、合理施肥以及播種和噴撒 農(nóng)藥等

33、也是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中重要的管理技術(shù)。尤其是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)走向大農(nóng)業(yè)和機(jī)械化道路， 大量采用飛機(jī)撒播和噴藥，為降低投資成本，如何引導(dǎo)飛機(jī)作業(yè)做到準(zhǔn)確投放，也是十分重要的。,1. 土壤養(yǎng)分分布調(diào)查,在播種之前，可用一種適用于在農(nóng)田中運(yùn)行的采樣車輛按一定的要求在農(nóng)田中采集土壤樣品。車輛上配置有 GPS接收機(jī)和計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)中配置地理信息系統(tǒng)軟件。采集樣品時(shí)，GPS接收機(jī)把樣品采集 點(diǎn)的位置精確地測(cè)定出來，將其輸入計(jì)算機(jī)，

34、計(jì)算機(jī)依據(jù)地理信息系統(tǒng)將采樣點(diǎn)標(biāo)定，繪出 一幅土壤樣品點(diǎn)位分布圖。,2. 監(jiān)測(cè)作物產(chǎn)量,在聯(lián)合收割機(jī)上配置計(jì)算機(jī)、產(chǎn)量監(jiān)視器和GPS接收機(jī)，就構(gòu)成了作物產(chǎn)量監(jiān)視系統(tǒng)。對(duì)不同的農(nóng)作物需配備不同的監(jiān)視器。例如監(jiān)視玉米產(chǎn)量的監(jiān)視器，當(dāng)收割玉米時(shí)，監(jiān)視器 記錄下玉米所接穗數(shù)和產(chǎn)量，同時(shí)GPS接收機(jī)記錄下收割該株玉米所處位置，通過計(jì)算機(jī)最終繪制出 一幅關(guān)于每塊土地產(chǎn)量的產(chǎn)量分布圖。通過和土壤養(yǎng)分含量分布圖的綜合分析，

35、可以找出 影響作物產(chǎn)量的相關(guān)因素，從而進(jìn)行具體的田間施肥等管理工作。,3. 合理施肥，精確農(nóng)業(yè)管理,在作物生長期的管理中，利用遙感圖象并結(jié)合GPS可繪出作物色彩變化圖。利用GPS定位采集一定數(shù)量 的土壤及作物樣品進(jìn)行分析，可以繪制出作物生長的不同時(shí)期的土壤含量的系列分布圖。 這樣可以做到精確地對(duì)作物生長進(jìn)行管理。,依據(jù)農(nóng)田土壤養(yǎng)分含量分布圖，設(shè)置有GPS接收機(jī)的“受控應(yīng)用”的噴施器，在GPS的控制下，

36、60;依據(jù)土壤養(yǎng)分含量分布圖，能夠精確地給田地的各點(diǎn)施肥，施用的化肥種類和數(shù)量由計(jì)算機(jī)根據(jù)養(yǎng)分含量 分布圖控制。利用飛機(jī)進(jìn)行播種、施肥、除草等工作，作業(yè)費(fèi)用昂貴。合理地布設(shè)航線和準(zhǔn)確地引導(dǎo)飛機(jī)， 將大大節(jié)省飛機(jī)作業(yè)的費(fèi)用。,據(jù)國外介紹，利用差分GPS對(duì)飛機(jī)精密導(dǎo)航，估計(jì)會(huì)使投資降低50%。具體應(yīng)用中，利用GPS差分定位技術(shù)可以使飛機(jī)在噴灑化肥和除草劑時(shí)減少 橫向重疊，節(jié)省化肥和除草劑用量，避免過多的用量影

37、響農(nóng)作物生長。還可以減少轉(zhuǎn)彎重疊， 避免浪費(fèi)，節(jié)省資源。,對(duì)于在夜間噴施，更有其優(yōu)越性。因?yàn)橐归g蒸發(fā)和漂移損失小，另外夜間植物氣孔 是張開的，更容易吸收除草劑和肥料，提高除草和施肥效率。依靠差分GPS進(jìn)行精密導(dǎo)航， 引導(dǎo)農(nóng)機(jī)具進(jìn)行夜間噴施和田間作業(yè)，可以節(jié)省大量的農(nóng)藥和化肥。,4. 病蟲害防治,（1）定位功能的應(yīng)用在勘查工作通過綜合應(yīng)用GPS和GIS兩項(xiàng)先進(jìn)技術(shù)，可望準(zhǔn)確劃定蝗蟲宜發(fā)區(qū)及小麥銹病的準(zhǔn)確位置