[发明专利]一种农田土地平整任意坡度基准面设计方法

说明书

技术领域

本发明涉及土地平整技术，特别涉及一种基于GNSS定位的农田土地精细平整任意坡度基准面设计方法。

背景技术

随着我国现代精细农业的发展和农业水资源供需矛盾的突出，改进地面灌溉技术已成为当今现代农业节水技术的重要组成部分。改善农田土地平整度可以起到提高田间地面灌溉效率和灌水均匀度的作用，是改进地面灌溉方法的重要技术要素之一。目前在农田平整作业方面，平地的方法主要有三种，即常规平地，激光控制平地以及GNSS控制平地。

常规平地方法中采用的平地设备一般包括推土机、铲运机和刮平机等，此类设备的高度调整完全依靠操作人员凭借作业经验通过手工控制实现，平整精度低，难以满足农田土地精细灌溉的要求。同时，这种常规的土地平整设备具有土方运移量大、平地费用相对较低的特点，适合于地面起伏较大、原始平整程度较差的农田粗平作业，可有效改变农田的宏观地形。

引入的激光控制平地技术目前是国内广泛使用的精细平整技术，其利用激光束扫射形成参照平面作为非视觉操作控制手段，代替常规平地设备操作人员的目测判断能力来自动控制液压平地机具刀口的升降，从而能够大幅度提高土地的平整精度，其感应系统的灵敏性至少比常规平地设备精确10～50倍。但因激光平地设备自身智能化水平较低的原因，在实际应用中也存在很多问题，比如：受激光发射器发射范围和接收器感应范围的限制，激光平地的作业范围有限，不适宜大范围土地平整作业；设备受天气因素影响较大，在大风环境下，激光发射器经常停止工作进行姿态校正实现自主调平，影响作业效率；激光接收器垂直接收范围有限，不适应地形复杂和地势起伏较大的农田；激光发射器虽然可进行平面扫射和坡面扫射，但其坡度调整范围有限，且坡向调整局限较大、灵活性差，不适宜坡面平整要求的地块。

GNSS（全球卫星导航系统）控制平地技术是现在国内外最新的土地精细平整技术，其利用GNSS差分定位获取农田地势三维数据，通过计算机处理和设计最佳平整面，根据农田地势的实际高程与设计高程的落差自动精准控制铲车的升降从而实现土地平整。GNSS包含美国的GPS、俄罗斯的GLONASS、中国的BDS和欧盟的GALILEO等卫星导航系统。随着我国北斗导航系统建设健全和广泛普及应用，RTK-GNSS高程测量精度已经达到20mm，完全满足精细平整的要求。GNSS控制平地技术适用于各种地形，不受阳光、风力、地势起伏等外界因素的影响，可以非常便捷的进行地形测量、设计基准面和土地平整，智能化和自动化程度较高，并且可扩展功能多，有着非常好的工作效率与发展前景。

目前，国内在GNSS控制平地技术方面研究刚起步，参与研究单位甚少，没有成熟的设备和技术。而仅有的少数研究中，关于基准面的设计，目前只能简单的实现平面设计和沿农田单一纵向坡面设计，不具有普遍适用性和设计灵活性。

发明内容

本发明的目的是解决农田土地精细平整中任意坡度坡向基准面设计方法，该方法可以根据灌溉水流方向进行灵活、便捷、快速设计基准面，既能实现平面设计，又能实现沿农田单一纵向坡面设计，也能实现二维方向任意坡度坡面设计；同时，该设计方法精确度较高，并适宜自动化编程实现。

为了解决上述问题，本文提出的一种土地平整任意坡度基准面设计方法，该方法基于GNSS定位技术，包括如下步骤：

A.选取基准点，设计初始基准坡面；

B.测量农田地形，获取农田实际地势数据；

C.计算校正参数，得到最终基准坡面设计方程。

其中，A所述设计初始基准坡面，具体包括以下步骤：