基于北斗导航的双天线土地刮平系统的制作方法

本实用新型涉及农业精细化管理作业领域，尤其是一套基于北斗导航的双天线土地刮平系统。

背景技术：

土地刮平具有整平土地，利于水肥均匀灌溉的作用。为促进农业的精细化作业及信息化管理作业，全国各地推出了土地整平的要求。同时实时获取农机作业信息，对农业生产有重要的指导意义。随着北斗导航定位技术的发展，应用北斗导航定位技术实时获取农机作业信息，为全国土地信息获取带来极大的便利。

基于全国农村土地整合、精细化作业的趋势，土地整平作业成为土地作业的一个重要课题，当前的土地整平模式基本为激光平地及人工手动整平模式，而激光平地模式又受环境因素影响较大，人工手动整平则全凭操作人员的经验作业，整平效果及效率不佳。

因此，如何获取当前作业地块的地理信息及更高效的整平作业成为一个迫切的需求。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供基于北斗导航的双天线土地刮平系统，实现了土地高程信息实时采集、解算，调节机具高度，实现作业地块刮平的功能。

为实现上述的发明目的，本实用新型采用以下技术方案:

基于北斗导航的双天线土地刮平系统，主要包括车载一体式终端，刮平控制器，GNSS导航定位天线，高精度北斗定位模块，电台接收天线，开关电磁阀和油缸。

所述车载一体式终端，采用双天线定位，两个GNSS天线分别安装在刮平器的两端，GNSS天线与车载一体式终端通过GNSS天线线缆连接。

通过车载一体式终端内置的GNSS板卡，进行RTK定位输出定位坐标，即可解算出双天线实时的高精度定位坐标和高程信息，系统对双天线的原始坐标信息进行分析，解算出两个天线基准高程值与实时高程值的差异，从而给控制器发出命令，控制开关电磁阀，使油缸动作，以达到GNSS天线当前高程与原始高程相同，从而达到土地刮平的目的。

所述车载一体式终端安装在拖拉机驾驶室内，实时显示当前的工作状态、天线高程信息。

所述电台接收天线安装在拖拉机驾驶室顶部，通过电台线缆与拖拉机驾驶室内的终端连接，实现对基站电台信号的接收，保证设备能够正常工作。

所述刮平控制器安装在拖拉机驾驶室内，刮平控制器两端各两个插口，一端为电源及车载一体式终端连接插口，另一端为刮平控制器与开关电磁阀连接的插口。刮平控制器通过线缆，一端与车载一体式终端连接，并与拖拉机车载12V电源连接，另一端通过线缆与开关电磁阀连接。刮平控制器接收车载一体式终端解算后的信息，通过线缆连接控制开关电磁阀。

所述开关电磁阀安装在拖拉机驾驶室后侧，通过安装板固定在机体上。

所述油缸安装在拖拉机的后悬挂上。

所述开关电磁阀、油缸及拖拉机通过高压油管连接，拖拉机通过高压油管连接开关电磁阀，开关电磁阀再通过高压油管与油缸连接。

本实用新型采用双天线模式，通过高精度北斗定位模块获取车辆作业信息，车载终端对刮板高程进行设定，经内部解算双天线高差数据，并将数据传输给控制器，在车辆行驶过程中，控制器实时控制开关电磁阀通断，以实现刮板在车辆行进过程中实时调节高度，从而达到土地刮平的目的。

本实用新型有益效果是，通过卫星定位的方法，快速有效的建立平地所需基准面，减轻刮平作业的前期作业强度，减轻操作人员的劳动强度，降低用户的作业成本，而且本实用新型解决了传统平地方法因天气及地理条件造成的限制，可以全天候不间断作业，工作状态稳定。

本实用新型操作简单快捷，易学易操作，作业后的土地平整度好，特别是水田作业，刮平后的地块平整度好，利于后期的灌排水作业。

附图说明

图 1是系统方案逻辑组成示意图。

图 2是车载一体式终端系统工作示意图。

图 3是后台管理系统工作示意图。

具体实施方式

本实用新型通过一套双天线土地刮平终端系统，通过双天线采集当前地块高程数据，传输至系统内的处理器，经后台解算，实时分析当前地理高程信息，与基准对比后将数据传输给控制器，经控制器控制开关电磁阀，最终达到土地平整的目的。

本实用新型实时采集农机作业的高精度定位以及其他相关参数，结合后台相关算法和数据处理模型，实时获取农机作业的高程信息及作业地理信息，并提供数据库储存原始地理高程信息、作业后的地理高程信息等，为数据分析、查询、统计提供支持。

本实用新型在总体结构上，包括土地刮平终端系统、后台服务系统两个系统。土地刮平终端系统包括车载一体式终端，刮平控制器，GNSS导航定位天线，高精度北斗定位模块，电台接收天线，开关电磁阀，油缸；后台服务系统包括商用网络服务器、土地刮平运维系统、前台Web信息发布网站组成。

如图1所示，是本实用新型的系统方案逻辑组成示意图，该系统通过安装在刮平器上的GNSS导航定位天线，接收北斗导航的高精度导航定位信息，通过无线传输模块将车辆的实时信息回传到后台的数据中心，后台数据中心将原始数据结算并储存，为后期的地理信息整理做数据准备，经过解算的数据在通过网络传输到Web数据发布平台，在数据发布平台，用户可以从这里查看到相关车辆的工作状态及地块信息，可以实时了解到车辆及地块的相关信息。

如图2所示，是车载一体式终端系统工作示意图，整个前端双天线土地刮平终端系统包括车载一体式终端、车载电台天线、控制器、开关电磁阀，高精度GNSS定位天线、油缸。具体工作过程如下：

首先使用安装在作业机具上的北斗定位双天线实时获取高精度定位信息，该定位信息包括车辆行驶的速度、实时经纬度、航向以及高程信息，以每一个定位点作为基本计算单元，利用土地刮平系统车载一体式终端（内含高精度北斗定位接收机）实时进行数据整合计算，通过车载一体式终端内的接收机将实时高程信息与前期设定的基准面高程进行比较，将实时高程值与基准面高程值的高程差传输给控制器，控制器通过控制开关电磁阀来控制油缸，从而使实时高程值与基准面高程值保持一致，达到土地刮平的目的。

同时系统通过无线传输模块将相关原始数据如车辆行驶的速度、实时经纬度、航向以及高程信息传输至后台系统。

如图3所示，后台管理系统工作示意图，通过前端土地刮平终端系统采集的实时作业信息（车辆行驶的速度、实时经纬度、航向以及高程），后台数据中心获取前端原始数据后，实时展示机具作业状态、位置、速度等信息，并通过相关算法和数据处理模型对原始数据进行整合处理，实现地块海拔、作业地块高程、机具作业轨迹等信息的生成发布，并以相关作业标准作为基本条件，结合作业机械、作业时间、作业地点等信息对作业情况进行综合统计，形成对整个作业流程的统计汇总，使得用户能够清晰的感知和了解作业情况。

整个后台以前端获取的原始数据为基础，整个后台以前端获取的原始数据为基础，以Web系统作为依托，进行数据的综合发布。Web系统已WebGIS系统为基础进行开发，融合地理底图、地块图等，结合定位信息，形成基于位置的综合作业管理。并且针对不同的受众，整个系统的用户群分为普通用户、监管人员、领域专家三个层次。普通用户包括农机作业人员以及其他人员，普通用户通过系统可以实时了解自己车辆的作业信息，并通过位置信息实现对自己车辆的使用管理。监管人员面向的是政府职能部门，可以通过系统的统计功能，实现对农机作业的监管，方便工作的开展。领域专家面向的是专业的研究人员，可以通过系统累积的农业大数据进行更深层次的研究。

本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改型和改变。因此，本实用新型覆盖了落入所附的权利要求书及其等同物的范围内的各种改型和改变。