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，并在研究现有北斗液压导航的结构、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。提出了北斗液压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。

提高土地利用率。该系统的基站位于农场农机管理服务中心。设备需要24小时工作。基站的覆盖半径较大为50KM，可以完全覆盖整个站点号的工作区域，并满足农用农机现场作业的要求。当北斗液压导航使用自动驱动系统进行打垄，播种，喷洒，整地和其他操作时，组合线之间的偏差和千米的线性偏差可以控制在2.5厘米之内，从而降低了农作物的生产成本并提高了质量农学操作。在操作过程中避免现场“重新泄漏”，降低生产成本，提高土地利用率，并增加经济效益。提高机车时间利用率和运行质量该系统提高了机车的运行性能，延长了运行时间，可以实现夜间播种作业，大大提高了机车的出勤率和时间利用率。同时，北斗液压导航系统可以减轻驾驶员的劳动强度。在操作过程中，驾驶员无需操纵方向盘，可以花更多的时间关注农具的工作状况，有利于提高野外作业的质量。

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，设计了北斗液压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，步进北斗液压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。

（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液压导航基站完全兼容。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。北斗液压导航具有内置的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。