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    中国工程院院士陈学庚: 给精准农业安上北斗导航

    2018-10-17 10:50:44 来源: 中国科学报
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    中国自主研制的北斗卫星导航系统为精准农业提供了更多可能。多年来,陈学庚同全国科研院校专家合作,依托新疆生产建设兵团,推进北斗导航系统在精准农业中的应用。

    ■本报记者 秦志伟

    精准农业是中国工程院院士陈学庚一直关注和研究的内容。在他看来,精准农业尤其要注重两方面内容,即用信息化技术提升精准农业装备的设计、制造水平和提高农业机械化管理水平。

    中国自主研制的北斗卫星导航系统为精准农业提供了更多可能。多年来,陈学庚同全国科研院校专家合作,依托新疆生产建设兵团,推进北斗导航系统在精准农业中的应用。

    农业装上北斗导航

    大家对北斗卫星导航系统并不陌生,它是一款相当于美国GPS的全球卫星定位与通信系统,于2012年底完成区域系统卫星组网,其应用领域不断扩大、应用层次不断深入。

    农业是北斗卫星导航系统应用领域之一。“在农业领域的应用已经从单纯提供定位信息,发展成为将卫星导航定位与液压控制、电子控制以及传感器技术相结合,进而实现农业作业的全程自动化。”陈学庚告诉记者。

    近年来,精准农业成为我国农业转型升级的方向,各地纷纷推出示范项目。通俗地讲,精准农业就是农业需要什么给什么、需要多少给多少。

    在陈学庚看来,要实现精准农业,离不开信息技术。

    记者了解到,目前在精准农业中,北斗导航技术主要应用于智能化农业机械控制、精准病虫害防治和灌溉、农业资源的普查和规划等三个方面。

    依托得天独厚的条件,北斗导航技术已在新疆生产建设兵团精准农业中得到应用,各师局先后建成了大型农机的远程监控调度系统,投入运行。依托北斗卫星导航与位置服务平台、地基增强系统,为各团场农机管理部门、采棉机公司和农机合作组织提供作业农机实时信息服务。

    以北斗导航拖拉机自动驾驶为例,从2012年开始,新疆生产建设兵团农机推广部门就开展了卫星导航自动驾驶技术试验示范工作,将该技术产品应用在棉花播种作业中。

    实践证明,与传统农机相比,北斗卫星导航自动驾驶拖拉机依托智能技术保障作业质量、提高作业效率,作业后的条田接行准确,播行端直,同时大幅降低了劳动强度,实现了舒适化操作。这也是陈学庚口中北斗导航自动驾驶系统的特点,即定位精度高、作业标准高和适应能力强。

    陈学庚介绍,拖拉机采用卫星导航技术不受光线限制,农机驾驶员操作时只需要踩油门和刹车,不用操作方向盘,可实现24小时不间断播种,农技工作效率大幅提升。

    截至2015年5月底,已有1500套左右的产品在新疆拖拉机上进行了安装,卫星导航拖拉机自动驾驶技术逐步从小面积试验向大面积试验示范迈进。

    此外,北斗卫星导航技术还在新疆生产建设兵团滴灌节水上得到应用,有效提升节水效能。

    亟待配套设备跟进补充

    记者获悉,2014年,为推进北斗导航系统在精准农业中的应用,新疆生产建设兵团第八师承担了国家发改委下达的“北斗系统精准农业重大应用示范工程”项目。

    截至目前,利用项目资金补贴,2016年统一建成覆盖石河子垦区的基准站,构建区域性北斗地基增强系统,实现实时精密定位增强服务,可满足1500台北斗导航终端的并发接入。

    据统计,2014~2016年,新疆生产建设兵团第八师133团、134团、148团、149团、150团及石河子总场等地,应用北斗自动驾驶终端800余套。

    陈学庚介绍,在项目任务带动下,到2018年春播工作开展前,新疆生产建设兵团石河子垦区安装北斗自动驾驶终端2000余套,垦区300万亩棉花几乎全部由安装了北斗自动驾驶终端的拖拉机完成播种。

    项目组试验示范发现,基于北斗终端的农用拖拉机导航及自动驾驶系统,播行垂直误差小、接行误差小、信号稳定。

    此外,项目针对精准变量施肥、无人机遥感与喷施、奶牛室内外定位等需求,开展关键技术、终端与装备研发及应用试验示范;科神农机、安阳全丰航空等单位开展了北斗系统精准作业施肥机械及农用无人机喷施等作业研究;新疆西部牧业有限责任公司基于北斗导航的奶牛室内外精确定位终端系统现已完成安装并投入使用。

    据陈学庚介绍,该工程取得了巨大的经济效益和社会效益。例如,北斗导航自动驾驶系统大幅提高交接行的精准度和播行的直线度,土地利用率提高0.5%。

    可以看出,随着新疆生产建设兵团精准农业面积持续增加,针对棉花精量播种卫星导航自动驾驶的装备、机具不断涌现。“但其他作物及后续田间作业的自动驾驶系统的应用仍然亟待跟进补充。”陈学庚告诉记者。

    目前,新疆生产建设兵团棉花播种面积近900万亩,玉米、番茄、甜菜等中耕作物面积400余万亩。陈学庚按照每1200亩播种面积配一台作业机组计算,卫星导航自动驾驶系统需求量超过10000套。“新疆自治区中耕作物面积超过兵团两倍,仅自动驾驶系统一项总需求量至少30000套。”陈学庚表示,而这也是全国面临的状况。

    《中国科学报》 (2018-10-17 第5版 农业周刊)
     
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