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，设计了北斗洗平机自动转向执行机构，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，步进北斗洗平机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。

北斗洗平机采用高精度的卫星定位技术，通过视觉计算获得参考平台，并使用准确的仰角信息控制水准仪的起降，以实现水准仪操作。 IGS卫星水准仪主要由基站，卫星接收机，卫星天线，控制器，显示屏，液压控制系统，水准仪等组成。产品优势；1、可节省30-50％的灌溉用水。2、提高肥料利用率20％以上。3、可提高作物产量20〜30％。4、提高土地利用率3％-7％。工作准则；北斗洗平机上的卫星接收天线获取耕地的指示坐标和高程信息，经过处理后形成耕地的三维地形图，然后根据用户需求可视化分析以获得耕地坡度信息，以供参考。

角度传感器·金属外壳，无拉杆结构，避免碰撞损坏。·易于安装，安装可以在2分钟内完成。·无需进行任何调试，如果用户自己卸下北斗洗平机，则将其放回并直接使用。如何选择角度传感器？1、传统的接触角传感器具有拉杆结构，容易损坏。某些传感器也需要强制居中，并且较小的偏移量会影响操作的准确性。非接触式角度传感器无需担心碰撞，不容易损坏，也不需要居中。并达到IP67的防护等级，经久耐用。2、易于安装，只需要一把扳手，安装可以在2分钟内完成。3、无需任何调试，只需安装北斗洗平机并使用即可。即使用户自己删除了它，也将其放回原处。

北斗洗平机机械使用北斗定位系统提供的高精度定位信息，包括铲子当前位置的平面坐标（水平精度优于1cm）和高程（垂直精度优于1.5cm），手动设置采集点的距离或时间，然后启动“收集字段数据”，并以当前水平的平均高度为参考水平，比较铲斗的实时高度1、卫星平地作业半径可达3km，信号精度一致，便于大面积地面作业；2、卫星平地机不受天气影响，即使在大风天气也能保证操作精度；3、北斗洗平机不受地形限制，适合于大型复杂的陆地作业；4、卫星平地自动收集标高数据，以当前标高的平均标高作为参考平面，节省了人工测量的成本和时间，大大提高了作业效率；5、卫星平地面只需要站立在地面上，普通的三脚架就可以满足要求，易于安装且易于操作。

研究激光控制平地技术应用原理，开发了激光控制平地系统，农田三维地形测量系统和激光控制平地决策支持系统，构建了适合我国实际情况的低成本北斗洗平机机械。其中，激光控制平地系统由激光发射器，激光接收器，控制器，平地铲运设备组成。激光发射器选用的激光扫平仪，作为激光控制平地系统的激光发射器；北斗洗平机采用双重滤光技术滤除干扰光,实现了信号的接收、处理、转换和传送.控制器采用模糊控制算法输出控制信号，实现了对平地铲运设备中的液压系统的控制。

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，并在研究现有北斗洗平机的结构、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。提出了北斗洗平机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。