激光平整系统主要由激光发射器，激光接收器，控制器和液压工作系统组成。其工作原理是：激光发射器发射参考圆平面旋转光束，可旋转360度（也可提供参考斜率），安装在刮板支撑伸缩杆上的接收器经过由控制器处理液压执行器根据需要控制刮板的上下运动，以完成地面平整操作。激光电机导航主要由液压泵，溢流阀，电磁换向阀，分流和收集阀，液压缸等组成。其中，液压油泵由机头的动力输出轴（动力）驱动；电磁换向阀利用机头（电源）电源控制油路的方向。分流阀和集流阀的自动调节使两组气缸达到速度和行程同步。溢流阀，以确保系统压力恒定或限制其高压；液压缸作为系统的执行元件，实现了稻田激光电机导航的正常运行。

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；普通激光电机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，而激光电机导航则麻烦得多。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。

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，设计了激光电机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，步进激光电机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。

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，并在研究现有激光电机导航的结构、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。提出了激光电机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。