摘要：精準農業是信息技術與農業生產相結合的一種精細農業。新疆兵團農業生產采用規模化生產，具備良好的機械化和信息化條件，在選種、播種、施肥、灌溉、田間檢測、收獲環節持續推廣精準農業技術。在精準農業中衛星導航技術主要應用于智能化農業機械控制、精準病蟲防治和灌溉、農田資源的普查和規劃。北斗衛星導航技術已在新疆兵團精準農業中得到應用，依托北斗衛星導航與位置服務平臺、地基增強系統，為基層農機管理部門、采棉機公司和農機合作組織提供作業農機實時信息服務，具有定位精度高、作業標準高、適應能力強的特點。拖拉機自動駕駛技術在新疆兵團廣泛應用于播種、噴施除草劑、苗期化控和植保、噴施脫葉催熟劑、受災棉田重新播種、中耕施肥作業、殘膜回收、分層施肥、棉花測產、采棉機實時監控等農業過程，生產實踐證明具有良好的經濟、社會和生態效益。對比試驗的結果表明，在棉花生育期的主要階段，采用精準對行分層施肥技術棉田的主要指標具有一定優勢。新疆兵團在精準農業的方面應注意兩點：一是用信息化技術提升精準農業裝備的設計和制造水平;二是用信息化技術提高農業機械化的管理水平。提出建議如下：加強政策引導，加快人才培養步伐，加大科研力度，建立完善的用戶服務體系，拓寬應用領域，強化新疆兵團的輻射帶動作用。

　　關鍵詞：北斗;精準農業;衛星導航;拖拉機自動駕駛;應用

　　精準農業是信息技術與農業生產全面結合的一種精細農業，是以實現農業高產、優質、高效為目的的現代農業生產模式和技術體系，是以信息技術為支撐，根據空間變異，定位、定時、定量的實施一整套現代化農事操作與管理的系統[1]。一般由以下10個系統組成：全球定位系統、農田信息采集系統、農田遙感監測系統、農田地理信息系統、農業專家系統、智能化農機具系統、環境監測系統、系統集成、網絡化管理系統和培訓系統[2]。我國新疆于20世紀末開始進行精準農業技術試驗示范[3]，目前部分成果如水肥一體化管理技術、GIS支持下的精耕細作技術已在新疆兵團較大面積應用[4]。

　　1新疆兵團精準農業發展現狀

　　新疆兵團創立之初就為全面實現農業機械化提供了良好的生產條件，農田土地平整、集中連片、設施完備、農電配套、抗災能力強，通過近20年的發展，目前實現了現代化農業生產和經營方式的相結合，生產的農牧產品產量高、質量好、商品率高[5]，同時，農機作業實現標準化管理，達到了高效率、高標準要求，正逐步向自動化、智能化、服務一體化方向發展[6]。新疆兵團為穩步推進精準農業發展，以農業機械化和節水灌溉為突破口，加快農業結構優化升級，已全面實現糧食、油料主要作物的機械化，并建成全國最大的節水灌溉基地和商品棉基地。2014年，新疆兵團農業綜合機械化率達到93%，棉花耕、種機械化率達到95%以上，機械化收獲面積超過43.3萬hm2，農機管理標準化團場達到85%。高新節水灌溉面積達到65.3萬hm2，成為全國最大的節水農業灌溉區[7]。

　　2精準農業中的衛星導航技術

　　衛星導航技術是20世紀70-80年開始發展起來的，主要作用是用于定位、導航和授時[9]。該技術以導航衛星為參照物，用戶使用接收機測量到三顆衛星的距離，利用三球交匯原理，確定當前位置和目標位置，并參照地理、環境信息(測繪)，修正航線、方向和速度，達到預定目的[10]。目前較為成熟的全球衛星導航系統主要包括美國GPS、俄羅斯GLONASS、中國北斗和歐盟Galileo。其中，GPS系統建設最早，于1973年起步，1995年維持全運行能力;GLONASS系統與1975年起步，1996年建成;2005年恢復完善。歐洲2000年啟動Galileo系統建設，計劃2020年建成。我國于1994年啟動北斗衛星導航試驗系統建設，2004年啟動北斗衛星導航系統建設，計劃2020年形成全球無源服務能力[11]。

　　北斗衛星導航技術在新疆兵團精準農業中的應用北斗衛星導航技術已在新疆兵團精準農業中得到應用，各師局先后建成了大型農機的遠程監控調度系統，并投入運行。北斗衛星導航與位置服務平臺、地基增強系統能為各團場農機管理部門、采棉機公司和農機合作組織提供作業農機實時信息服務。通過該系統可以準確獲取當前作業機具的實時位置，跟蹤顯示當前農機的作業情況，準確獲取作業面積、主油耗等相關數據，并能觀看農機作業實時作業畫面，監控作業質量，提高農機作業服務的效率，降低服務成本[29]，具有遠程電視電話會議、遠程農機指揮調度、遠程農機作業質量監控等信息化服務功能[30]。

　　3.1北斗導航拖拉機自動駕駛技術的主要特點

　　北斗導航拖拉機自動駕駛系統是利用北斗衛星的定位信號來設計車輛的行駛軌跡，在車輛作業過程中綜合車輛的位置信息、姿態信息、航向角信息、傳感器信息，通過控制液壓系統，最終實現拖拉機的轉向按照設計路徑行駛。生產實踐表明，北斗導航自動駕駛系統與人工作業相比具有以下明顯特點：(1)定位精度高。北斗導航可以為農用機具提供實時的位置信息，保證有較高的行走精度。(2)作業標準高。北斗導航系統可以有效監測農作物產量分布、土壤成分和性質分布，做到合理施肥、播種和噴灑農藥，降低成本，增加產量，提高效益。

　　3.2北斗衛星導航拖拉機自動駕駛技術的應用

　　(1)應用在播種作業中，播行直、接行準解決了采棉機采凈率的提高問題。棉田連接行的準確性是影響采棉機采凈率關鍵因素，結行誤差超過5cm，就會對采棉機的采凈率產生影響。該技術應用在棉花播種作業中，能一次完成鋪膜、鋪管、播種作業，1000m播行垂直誤差2-3cm，有效解決了播種作業中出現的“播不直、接不上茬”的難題。(2)應用在整地前噴灑除草劑作業中，可確保接行準，不重不漏。在衛星導航拖拉機自動駕駛系統出現前，少數認真的單位，在整地前噴灑除草劑，要求機車組規劃作業區，保證打藥噴霧機行走位置準確，作業機組要多配2個人，增加了作業成本。拖拉機安裝自動駕駛系統后，路線可根據作業幅寬設定，并實現自動駕駛，避免漏噴和重噴，作業效果大幅提升，減少農藥投入，節約成本，降低污染。

　　4精準農業技術發展趨勢和示范推廣的建議

　　4.1技術發展趨勢

　　隨著新疆兵團精準農業面積持續增加，針對棉花精量播種衛星導航自動駕駛的裝備、機具不斷涌現，但其他作物及后續田間作業的自動駕駛系統的應用仍然亟待示范與推廣應用。新疆兵團棉花播種面積近60萬hm2，玉米、番茄、甜菜等中耕作物面積26.67余萬hm2，每80hm2播種面積配一臺作業機組，衛星導航自動駕駛系統需求量超過10000套。新疆維吾爾自治區中耕作物面積超過兵團2倍，僅自動駕駛系統一項總需求量至少30000套。滴灌節水技術在新疆兵團精準農業中的全面應用是重大創新。滴灌節水技術是從以色列引進的，器材價格昂貴，在中國大田作物種植中無法大面積使用。新疆兵團通過引進、試驗、再創新，攻克低成本器材和裝備的研究開發難題，形成服務體系，大面積應用大田作物，應用規模達到世界笫一。之后依托空間信息系統實時監控條田間輪灌區土壤含水率數據，實施自動化灌溉，逐步將滴灌節水技術向智能化、水肥一體化、遠程操作控制方向發展，節水效果能明顯提高。新疆兵團在精準農業的發展方面應特別關注以下二個方面：一是用信息化技術提升精準農業裝備的設計和制造水平;包括各種智能控制技術、農業機械導航及自動作業技術，提高農業機械的作業性能和作業質量;二是用信息化技術提高農業機械化的管理水平，包括農機作業的遠程監控與調度，提高農業機械的利用效率和效益[36]。

　　4.2示范推廣的建議

　　4.2.1加強政策引導衛星導航技術在精準農業的發展需要國家強有力的支持，應強化國家和地方政府補貼充分向衛星自動導航系統傾斜，而北斗導航系統是國家重點推廣項目，自動駕駛系統必須具備北斗衛星導航功能。同時，新技術的推廣要逐步進行，先進行試驗示范，再逐年鋪開[37-39]。

　　4.2.2加快人才培養步伐積極扶持教育和服務機構發展，分層次進行技術理論和實踐培訓，先對農機管理人員和專業技術人員，再在農機化示范基地建設中進行實際培訓，逐步擴大培訓范圍，加快對機操作人員以及導航技術服務人員的培養，加強精準農業技術的培訓。

　　參考文獻：

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　　[3]溫佳偉，黃金柏，徐樂.日本精準農業發展現狀與展望[J].中國農機化學報，2014，35(2)：337-340.WenJW,HuangJB,XuL.ProspectsandcurrentstatusofprecisionagricultureinJapan[J].JournalofChineseAgriculturalMechanization,2014,35(2):337-340.

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　　[5]陳學庚，趙巖.新疆兵團農業機械化現狀與發展趨勢[J].華東交通大學學報，2015，32(2)：1-7.ChenXG,ZhaoY.CurrentSituationandDevelopmentTrendofAgriculturalMechanizationinXinjiangCorps.JournalofEastChinaJiaotongUniversity,2015，32(2)：1-7