激光平地机的优点是控制精度高，设备制造成本低。缺点是作业半径有限，作业环境适应性差，如风，沙，尘，雾霾等天气无法正常作业，作业用地的高低差大，信息化程度低。与卫星平地机相比，优点恰好是卫星方向盘导航的缺点。卫星平地机的工作半径远大于400米激光平地机的较大工作半径。理论上，工作半径不小于5000米。它对操作环境具有很强的适应性。它不受恶劣天气的影响，对地块高差没有限制，信息化程度高。卫星方向盘导航的缺点是控制精度低于激光平地机。卫星平地机的控制精度为3厘米，激光平地机的控制精度为2.5厘米。卫星平地机的制造成本高于激光平地机的制造成本。

（1）卫星方向盘导航对于主机制造商；前部安装通过定制的液压转向回路有助于对一系列农机产品进行修改，从而使转向系统的油路更加封闭和集成。（2）导航设备制造公司；与安装后相比，设备制造商从用户到主机制造商都面对着目标，并且在进行技术设计时，信息更加准确。（3）卫星方向盘导航对于用户；预安装属于主机制造商的批量生产和组装，并且免除后安装的零件加工成本，运输成本和人工成本。

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，设计了卫星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，步进卫星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。

该系列卫星平地控制系统性能稳定，水准仪精度为±2CM，可支持水平，平坦地面。信号通过无线电发送，并且调平操作不受地形高度差的限制，并且不受恶劣天气的影响。只要有卫星信号，卫星方向盘导航就可以全天工作，大大提高了找平效率和设备利用率。无线电传输距离长，特别适合大规模操作。该系统还配备了一个数据返回模块，该模块将调平过程参数以及车辆位置和速度上传到服务器。用户可以方便地在校平平台上查看校平操作和车辆状况，并管理校平操作。在卫星方向盘导航上配置的地面基站也可以与导航基站一起使用，从而提高了设备的多功能性。支持中英文界面，产品正逐步推向海外市场。

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，并在研究现有卫星方向盘导航的结构、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。提出了卫星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。

优化后的卫星方向盘导航主要由集成控制终端、自主差分GNSS接收设备、液压系统以及平地铲运设备几部分构成；以Visual Studio2008为系统软件开发环境，GNSS精细平整集成软件能够实现农田地势测量、基准设计及平整作业等功能。该智能平地系统在中国农业大学上庄试验站进行了长时间平整实验，平面平整后较大高程差从20.9降到10.5 cm，高程标准差从10.6降到5.5 cm，平地误差小于5 cm的测点累积百分比从77%上升到90%左右，卫星方向盘导航平整效果良好。坡面平整的坡度从0.239%降到0.120%，符合设计要求。结果表明，系统工作稳定可靠，作业精度满足土地精细平整要求，适用于在中国推广应用。