01操作精度；两种平地作业的精度均达到2cm，效果非常好。02工作范围；普通激光方向盘导航的信号传输半径约为400米，而卫星平面信号可以达到5-10公里。03环境要求；激光操作会受到天气的很大影响，如果地形不同，则卫星平板的所有数据和操作都可以在显示屏上读取和操作，而激光方向盘导航则麻烦得多。05安装调试；普通激光平地在卫星平地上仅需一小时即可解决复杂的安装和调试过程。06价格因素；尽管卫星水准仪很不错，但价格却比激光水准仪的价格高得多。一套普通的激光水准仪设备的价格为30,000至50,000元，而一套卫星水准仪的价格则为80,000至100,000元。

激光平地机是使用激光束作为反馈控制的农田平地机。其工作原理是激光发射器发出的旋转光束在工作现场上方形成一个平面，该平面是激光方向盘导航的基准平面。激光接收器安装在伸缩杆上，靠近平铲的刀片。当接收器检测到激光信号时，它将连续向控制器发送信号。控制器收到高度变化信号后，将自动进行校正。该信号控制液压控制阀以改变液压油流向气缸的方向和流量，并自动控制铲子的高度以完成地面平整操作。激光方向盘导航主要由激光发射器，激光接收器，控制器，液压系统和校平铲组成。

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，并在研究现有激光方向盘导航的结构、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。提出了激光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。

卫星平地机是使用卫星信号作为反馈控制的农田平地机。其工作原理是卫星基站接收高精度的定位和仰角信息，并通过无线电模式将差分数据发送到卫星接收器。激光方向盘导航实时接收基站无线电广播数据，并获得高精度的定位和仰角信息，该信息由车辆水准仪控制。设备的主控制面板分析其差分数据，计算出实际的激光方向盘导航的实时高度，并连续向控制器发送信号。控制器收到高度变化信号后，将执行自动校正。校正后的信号控制液压控制阀以改变液压油流向气缸的方向和流量，并自动控制挖土机的高度以完成地面平整操作。卫星平地机主要由卫星天线，车载调平控制器，卫星接收器，卫星基站，液压系统和找平铲组成。

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，设计了激光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，步进激光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。

激光方向盘导航主要包括卫星接收天线，车载接收器，控制器，液压阀，角度传感器和车载终端。（1）卫星接收天线：接收北斗信号的卫星与GPS，伽利略和其他卫星信号兼容。（2）车载接收机：车载接收机是北斗高精度定位设备，可接收北斗卫星信号。（3）控制器：根据北斗高精度接收器和角度传感器的实时信息以及计划路线上的车辆状态，执行实时闭环计算并将指令实时发送到液压阀，以便车辆始终准确地保持预定路线。（4）液压阀：液压阀是系统的液压控制系统，激光方向盘导航主要使用液压油作为工作介质进行能量转换，传递和控制。（5）角度传感器：它可以实时感应车辆的转向角，并将高精度的转向信息发送到控制器。