基于GNSS( 全球导航卫星系统)的农田平整技术对节水灌溉、土地利用和保肥增产有重要的作用,是现代精细农业的重要研究内容之一。地形测量是在进行农田平整作业前的一个必要步骤,通过对农田表面地势的准确测量,可以更好地指导土地平整作业。目前基于GNSS 的农田平整系统多使用单天线进行地形测量,通常将定位天线放置平地铲的中间。这种方法忽略了农田平整过程中由于系统机械振动、平地铲的姿态改变以及地形起伏等外界因素引起的数据采集误差,降低了农田三维地形测量精度。
基于GNSS农田平整技术,利用GNSS双天线定位定向技术对农田内部地势信息进行测量。通常GNSS天线放置于平地铲上,实时地获取平地铲所经过的农田地势信息。相比原来的单天线定位技术,GNSS双天线不仅可以将动态定位精度提高至厘米级,还可以获取平地铲行驶状态下的航向角、速度等信息。地形测量过程中农田表面的微地形变化和平地铲工作时的振动会影响GNSS天线的高程测量精度。因此,利用AHRS(姿态航向参考系统)对平地铲的姿态角和振动加速度进行测量,通过计算得到地形测量时平地铲的振动误差,与GNSS双天线获取的信息进行融合处理,最终得到更为准确的农田地形数据。
研究结果表明,该方法,可以有效地获取GNSS定位天线和定向天线的空间位置信息。地形采集速度保持在1.12m/s,通过误差处理方法处理后的地势信息,数据波动范围减小。将最终得到的农田地势信息与原有单天线测量方法进行对比,准确度有了明显提高。证明使用GNSS双天线结合AHRS测量农田的地形,可为GNSS农田平整作业提供更为稳定可靠的农田地势信息。