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，设计了激光平地铲自动转向执行机构，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，步进激光平地铲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。

激光平地铲系统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、激光平地铲不受地形限制，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。

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，该平面是激光平地铲的基准平面。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。激光平地铲主要由激光发射器，激光接收器，控制器，液压系统和校平铲组成。

如果在操作过程中耕地表面的平整度较差，则铲子的前倾角不应太大。如果在校平前场的平坦度良好，则激光平地铲应具有较大的前倾角，并且校平操作的效果会更好。原因是铲子向前倾斜后，牵引阻力减小，流平效率提高。整平作业前的水田状况对整平效果影响较大。如果两个田间的旋转和浸泡时间不同，则整平前稻田的土壤条件会不同，并且操作的总体效果也会不同。与传统方法相比，激光找平技术通过在稻田上使用激光平地铲，可以大大改善农田的找平条件。在条件允许的地方，它可以代替人，牲畜和常规的稻田平整工具。提高土地利用率，节约灌溉用水。有效促进农业生产机械化。