1 农业机械导航技术概况
1.1 人造卫星定位
全球众多国家已拥有自主研发的GPS定位技术，特别是美国的GPS技术发展迅速。我国在此领域的研究也逐步增加。目前，我国的GPS定位技术主要依靠卫星构建覆盖网络，实现对全球的定位和导航支持。GPS定位方法包括差分GPS和实时动态GPS。差分GPS是农业机械导航的主要手段，通过安装在拖拉机司机位置的GPS和接收机，实现厘米级精度的定位，满足自主导航需求。
1.2 可视化导航
农业机械视觉导航系统通过搭载在农业机械上的摄像头识别田间环境，进行分析处理，实现田间导航操作。该方法根据作物播种时的行迹，通过提取直线和并行关系判断作物行迹，解析农机与作物间的空间位置和行走姿态，生成对应轨迹规划，实现自主导航。相比传统GPS系统，基于图像的视觉导航技术能获取更多环境信息，包括杂草、障碍物和病虫害等，因此，其应用前景广阔。但受田间环境、光照、农作物生长等多种不确定因素影响，目前尚无适合国内实际推广的产品，故基于图像的农业机械导航系统将成为未来主要发展方向。
1.3 其他导航方法
除上述两大类，农机导航方面也出现许多新的方法。
1.3.1 激光导航以激光传感器为核心，通过对农业机械的工作范围进行感知，获取工作区域的有关资料，比较适合在环境比较单一的地方，如果树园等，具有很高的可靠性和自适应能力，但是其运行速度受限，不适于高速度的工作。
1.3.2 惯导技术。利用惯导元件对载体本身的加速度进行检测，通过对载体本身的运动状态进行分析，获得运动姿态等参数，从而实现对载体的导航与定位。惯性导航是一种依靠自己的移动进行导航的方式，不会受到外部能源的影响，但是其操作误差比较大，要获得很高的精度，经常需要和其他的导航方法一起工作。
1.3.3 测距和导航。采用对应的一群传感器来完成位置，通过获得各传感器和各传感器间的间距，再将所获得的间距通过几何关系转化为位置坐标，满足农业机械的导航需求。
1.3.4 电磁导航。采用一种基于电磁感应原理的定位系统，通过对埋设在地面上的定位设备的感应，达到沿着特定轨道进行定位的技术需求。
2 农机导航技术研究进展与应用探讨
2.1 精确定位耕地
随着农机在国内农业生产中的日益广泛应用，我国农业正步入全新的发展阶段。农机导航装置的安装，有助于实现田间精准定位，进而促进农业高效发展，提升农民收入。借助传感器系统及导航系统，农户得以全面掌握作物产量、土壤状况以及潜在问题，以更科学有效的方式开展农业管理。因此，农机导航系统（特别是大量安装于农机之上）拥有广阔的市场开发潜力。
2.2 重视传感技术应用
传感技术的高度集成对农机导航至关重要。将其引入农业领域，能增强耕作、建设等各环节的信息化水平，显著降低农民负担。并且，大中型农机上配备传感器，可实时采集和监控作物相关参数，如产量、湿度等。此外，结合GPS定位系统与传感器的双重优势，即可随时随地监测作物生长状况，及时采取必要措施，以提升农产品质量。因此，应充分发挥各类传感技术在提升我国农产品品质上的重要作用。
3 农业机械导航技术实际产业应用
3.1 监督土壤与环境
智慧农业视角下，掌握地域特性、地块特征及气候条件等基础要素，确保农作物健康成长，是提升农产品质量与产量的关键所在。通过科学分析田间地头情况并进行有效监控，了解土壤肥力、含水量及质地等基本资料，再依据科技参数选择适宜品种及最优栽培方案。然而，在传统农耕时代，此项调研工作的准确度和全面性难以保证。然而，通过合理运用农机导航系统，便可确保所得土壤资料的完整性和精度，以此为参考确定取样点位置，形成连贯统一的耕地地力分布图，助力耕地翻耕、施肥等工作顺利进行，此外也便于整合、记录土壤水分、化学构成等数据信息，针对性地开展农作物种植策略。
3.2 对操作品质的管理
在农产品的经营过程中，监督的效果对农产品的品质和效益有着很大的影响。在传统的生产方式下，没有对农机作业实行全程监控，现代化科技方法运用效果不佳，严重制约我国农机化发展的总体水平。如果监督的强度不够，将会极大地降低农机的工作效率，从而降低农机的使用效率。通过引进农机导航系统，可以对农机运行状态进行全方位监测，依靠传感装置对农机在整个生产流程中的操作品质进行监测和管理，并在后台算法的支持下对其进行监测和管理。实时、科学地统计作业范围，极大地提高整个农田经营效率。
3.3 管理化肥的使用
科学运用农机导航科技，方便对土壤营养进行针对性的剖析，利用 GPS进行协助，借助电脑进行高效的控制，保证肥料施用的科学性。根据土壤中营养元素在土壤中的分配，确定特定的农作物种类，保证肥料用量在最优水平。农机的导航技术优势的充分利用，其关键在于利用导航与位置的方法对化肥进行合理的施用，确保总体的效益，并降低化肥的浪费。这是常规的手工施肥方法所不能达到的效果。
3.4 对农作物的管理
在农业生产的全过程中，农作物具有较长的生育期，这个时期很容易受土壤、气候、灌溉等多种因子的影响。化肥，农药，都有可能导致作物的品质下降，所以需要对作物的整个生产过程进行全面的监控。在传统的农业生产中，主要是采用手工管理的方式来进行监督，这样不仅不能确保全面的监督，而且总体上的效率也不高。而通过科学的运用农机导航技术，可以对目标地区的农作物进行定位，借助传感装置，对农作物的生长状态和虫害的发生进行综合、精确的监控。加强科技支撑，明显提高农业经营质量。例如，在智能农业的发展时期，利用远程管理系统，可以方便地对农机装备的工作进行科学的计划，并对其进行路线的选择，这样就可以依靠农机装备，完成耕地的翻耕、播种、施肥等作业，具有很高的机械化，不需要人为的介入，提高农业生产的智能化。在实验期，利用无人机对农作物的长势进行实时监控，在智能化的导航系统的支持下，达到自动作业的目的。实验小区的单产稍低，但由于配置合理，其品质较高。一些粮食大省已将农机导航技术引进到农业发展中，其适用面广、效益好，既能保障农产品安全，又能保障农田生态安全。
4 结语
在目前的科技时代背景下，先进的农机装备被持续地引进到农业生产中，并且在全国各地都被大力的普及和应用，将农机和导航技术进行有机的结合，不仅可以降低能耗，而且可以极大地提升农机的利用率。针对目前农机导航的现状，需要深入发掘各类农机的优点和作用，建立多样化的农机导航模型，实现规模化农机作业。这样，不仅可以解决农业生产中的各种工作需要，还可以促进我国农业的可持续健康发展。
参考文献
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