为了提高拖拉机在农田环境中自主导航作业的控制精度，设计开发了3种基于不同类型电机的方向盘转向控制系统，在分析步进电机，伺服电机和步进伺服电机3种电机的参数及其性能差异的基础上，设计了北斗方向盘导航自动转向执行机构，并配备了工控机PC、PLC控制器、前轮转角检测机构和GNSS定位系统等设备。设计了工控机车载终端软件，能够实现自动导航的嵌套双闭环控制及相应PID控制算法，设计了控制系统的电气原理图和PLC转向程序,在混凝土路面和田间播种作业两种工况下进行了拖拉机自动导航实验。实验结果表明，当拖拉机作业速度为0.8m/s时，两种实验条件下，步进北斗方向盘导航的均方根误差分别为8.81cm和12.09cm，伺服电机导航系统的均方根误差分别为4.85cm和10.55cm，步进伺服电机导航系统的均方根误差分别为4.54cm和5.53cm，步进伺服电机在方向盘转向控制系统中自动导航效果较好。

为了解决在交通不便的地区使用的设备在故障诊断、维修、管理时的困难,提高设备安全,在工程机械上实现远程控制和定位很有必要。介绍了平地机远程控制和定位系统的总体构成与功能。借助于北斗方向盘导航实现远程控制和数据通讯。着重介绍了用Siemens CPU224XP和三一自主研发的移动终端SYMT实现远程控制、定位的原理、方法。在远程控制和数据通讯中,软件设计包括数据传送的通讯协议、控制流程等。该系统结合网络通信、多传感器数据融合以及故障诊断等先进技术,对北斗方向盘导航的运行状态、所处位置进行监测分析、故障诊断、控制,便于及时发现和排除设备故障,控制中心可随时掌握和控制设备,从而保障用户和供应商的经济效益。

（1）基站部分；基站部分主要提供RTK实时差分信号，R20集成北斗基站可以与北斗方向盘导航基站完全兼容。操作简单，上电即可正常工作。另外，该移动基站具有很高的灵活性，可以根据工作地点随意移动而不受距离的限制。基站设置为开机后自动发送。您无需在每次移动后进行任何设置，就可以直接使用它。（2）车载终端；车辆控制部分主要由卫星水准仪控制器，GNSS天线，无线电接收天线和辅助电缆组成。北斗方向盘导航具有内置的GNSS高精度板，无线电模块和主控制板。具有集成度高，性能稳定，操作简单的特点。

1、参考信号传输距离长，不受天气影响；普通激光发射器的信号传输半径仅为400米。北斗方向盘导航覆盖半径可以达到5-30公里。而且不受强风，雾气和灰尘的干扰。2、平整度更准确，节水，省肥，美观；3、简单易用的操作界面；卫星平板的所有数据和操作都可以在显示器上读取和操作，与复杂的激光平板操作相比，北斗方向盘导航节省了许多麻烦的步骤。4、工作效率高；工作效率高，每小时可以工作10到15英亩，并且可以在第五风时正常工作，这适用于春季风季节。5、售后服务与支持；所有零件均保修一年，在中国北斗码头进行的维修和售后，终身免费维护！6、容易在道路之间行走；卫星安装在拖拉机外部的平坦地面上。7、振动和波动频率小；长期运行不会使拖拉机的油温过高。

首先通过对卫星导航定位系统的简要概述，阐述其在农田平整自动控制系统中的应用，随后对基于RTK-GNSS技术的GNSS平地机的结构和原理进行论述，并在研究现有北斗方向盘导航的结构、类型和控制方法的基础上。根据我国农田作业环境，确定了GNSS控制平地系统总体方案。基于我国常用中等功率拖拉机液压系统的特性和GNSS平地机的工作性能要求。提出了北斗方向盘导航的方案和机械部分的构成。在本设计进行初期研究时我们对国内外现有的GNSS平地机控制系统进行了研究,并在其原有的设计基础上行了一定参考。设计出了适合黑龙江垦区作业条件GNSS平地机自动控制系统,并添加了新的的创新。