随着我国农业科技的不断发展，通过“精准农业”帮助农民降本增效，实现食品质量安全和环境保护，成为当下传统农业转型的重要路径，而GNSS技术在实现农田的精细化作业上，可谓重中之重。

01、研发背景

根据自然资源局发布的最新数据，2022年全国耕地面积19.18亿亩，而中国人口高峰还未到来，粮食总量的需求将继续扩大。传统农业的工作方式大多依赖人工，作业效率低下、损耗严重，同时农村劳动力相对减少也对农业生产产生了一定程度的影响，农产品生产效率提升刻不容缓。

传统农业的痛点：

• 农业机械化效率低、智能化程度低；

• 农作物产出效率低，品质不高；

• 过量施药、施肥导致农业污染严重和种植成本增加。

精准农业是对农资、农作实施精确定时、定位、定量控制的现代化农业生产技术，以提高农作物产量和品质、降低生产成本、减少农业活动带来的污染和改善环境质量为目的，可最大限度地提高农业生产力和土地利用率。

传统农业要有新出路，精准农业要有新发展，必须充分依靠科技创新的力量支撑。司南导航为精准农业提供解决方案，K8系列高精度模块已广泛应用于起垄、犁地、打药、播种等各个环节的农业作业，可有针对性地解放劳动力、提高作业效率、确保作业品质，实现优良、高产、低耗和环保的可持续农业发展。

02、解决方案简介

• 上海司南卫星导航技术股份有限公司基于K8系列北斗/GNSS高精度定位定向模块，利用GNSS卫星（中国北斗、美国GPS、俄罗斯GLONASS、欧盟Galileo等多星系统）的定位定向数据辅助农机设备进行现场作业，在作业过程中实时提供精准的位置、方向信息，厘米级定位辅助导航路径规划，具备高精度、高可用、高覆盖等性能优势。

农机自动驾驶系统由基准站、车载端两部分组成。其中基准站搭建在固定位置，车载端是集卫星信号接收、定位定向、车载控制于一体的终端设备。司南导航自研的K8系列高精度模块在其中可以发挥很大作用。安装在农机设备上的双天线一体机内置K8系列北斗/GNSS高精度定位定向模块，可以获取农机的绝对位置、速度、姿态信息，融合计算机技术实现农机按照预先设定的路线自动行驶，平稳准确的进行自主上线、自主校正、自动行进，并保证作业质量与结合垄精度。农机工作时，可以很直观的看到它留下的痕迹，我们拥有行业最优的姿态角：航向角0.15°/R，横滚角0.25°/R(R为基线距离，单位：m)，在提高播种效率的同时，提高土地利用率。此外，K8系列北斗/GNSS高精度定位定向模块已应用B2b-PPP技术，可以达到平面10cm、高程20cm的精度，解决偏远山区无法获得高精度定位的痛点。

1、基准站部分

基准站主要由北斗/GNSS高精度定位部分和通讯部分组成，基准站为移动站提供差分数据，从而实现车载端厘米级定位，有三种基站搭建方式推荐：

1.固定基站

作业区域相对固定，可以保证连续24小时可靠稳定地运行，通信方式有两种：无线数传和网络模式。无线数传作业半径在10公里，使用CDL7大功率数据链可以传输25公里，网络模式可以达到30公里。

2.移动基站

经常跨区域作业且作业区域距离较远的用户，直接架设在所作业的地块地头即可，作业半径可以达到5公里以上。

3.多基站系统

作业区域较大且自动驾驶车辆经常跨区域作业可以考虑建立多基站系统，进行区域多基站的联测联网，统一地图坐标系。

为此，我们推出K823高精度定位定向模块，可搭配无线数传产品使用。

无线通讯部分	U70数传模块	10公里以内
	CDL7大功率数据链	25公里以内
	GPRS/4G	30公里以内
高精度定位部分	K823高精度定位定向模块	表贴式、多频

2、车载端部分

车载端主要包括北斗/GNSS天线、北斗/GNSS高精度模块、无线数传模块、无线电接收天线。车载部分获取基准站的差分数据，有三种方式推荐：

车载端	单基准站，基准站+车载端：“1+1”模式	工作范围10公里以内
	获取当地CORS（或地基增强网）数据	当地CORS服务比较稳定、差分数据服务费较低、工作范围比较大
	自建CORS网	当地CORS服务不稳定、差分数据服务费较贵、用户工作覆盖范围比较大

1.建立单基准站，基准站＋车载端：“1+1”的模式，如上面介绍的基准站，可以通过无线数传模块获取差分数据。

适用于：工作范围在10公里以内的应用场景。

2.通过获取当地的CORS(或者地基增强网)数据，这样要求车载部分可以通过GPRS/4G方式登陆CORS中心获取差分数据，这种方式需要GPRS/4G移动网络通信费以及CORS差分数据服务费。

适用于：当地CORS服务比较稳定、差分数据服务费较低、工作范围比较大的应用场景。

3.自建CORS网，可以根据自身需求，在不同的地方搭建基准站；只需要GPRS/4G移动网络通信费和后续的基站维护费用。

适用于：当地CORS服务不稳定、差分数据服务费较贵、用户工作覆盖范围比较大的应用场景。

03、产品及技术特点

1、产品特点

K823高精度定位定向模块

• 30×40mm

• 多系统多频点定位定向

• 板载惯导，支持组合导航

• 表贴式设计

• 功耗1.6W

U70数传模块

• 30×30mm

• LoRa协议

• 低功耗：0.2w接收

• 发射功率：2w，10km

• 高速率传输，18000bps

CDL7大功率数据链

• 110×180×93mm

• LoRa协议

• 发射距离远：25km，25w

• 高速率传输，18000bps

• 全系统全频点数据收发一体

2、技术特点

Dual-Engine双擎定位技术

K823模块中拥有两个RTK解算引擎，在模块进行RTK定位解算时，可实现单模块双天线定位，使得最终结果更具有可用性。在复杂环境下，如主天线被遮挡，从天线也可以进行高精度RTK定位解算,保证了双擎数据质量。单模块双天线定位通过输出双天线RTK定位结果，提供更高的服务稳定性，模块的可用性也相应提高。

HighLock信号跟踪技术

HighLock信号跟踪技术通过提升跟踪和捕获的灵敏度，提高弱信号的跟踪稳定性、观测量精度和数据质量，既能保证跟踪到更多的卫星，也能确保这些卫星能够正常解算使用，从而提升了高精度定位的可用性，保证了遮挡环境下数据的可用性及可靠性。

RTK-KEEP断链维持技术

RTK-KEEP断链维持技术在基站数据中断后通过模型和参数估计消除卫星轨道、钟差、电离层、对流层等影响定位精度的误差，可维持厘米级定位精度超过十分钟以上，大大提高RTK的可用性。

04、解决方案优势

1、厘米级精度，精细作业

可实现高精度导航，提高农业作业质量，作业时行与行的误差在2.5厘米以内，减少重复工作面积，提高土地利用率。

2、超强抗干扰，安全可靠

适用各种作业环境，抗干扰能力强，能够实现复杂环境下连续有效的精准定位。

3、适配多机型，便捷高效

解决方案可适配各种机型(插秧机、喷药机、收割机等)。

  上海司南卫星导航技术股份有限公司是一家集研发、生产、销售、服务为一体的高新技术企业，致力为全球用户提供自主知识产权的北斗高精度GNSS板卡、接收机和全方位、多领域的行业应用解决方案。自成立以来公司获得20多项荣誉证书，两次承研北斗二代重大专项“多模多频高精度OEM板”，参与国家863项目“基于相位的实时分米级北斗定位数据处理系统技术”，主导的“基于北斗高精度导航定位的阅兵车辆训练考核系统”在2015年国家九三大阅兵中大放异彩。

  司南导航秉承“知行合一、止于至善”的企业理念，集中国高精度GNSS技术之大成，拥有一支多年专业从事高精度GNSS核心技术的本土研发团队，主要技术骨干40余人次获得省部级及以上科技进步奖。在行业领军人物王永泉博士的带领下，公司打破了国外多项技术壁垒，突破了高精度GNSS核心算法、芯片、板卡、接收机、应用及产业化等关键技术瓶颈，拥有专利和软件著作权30余项，数次填补了国内外GNSS在高精度领域的空白。2014年司南导航正式发布第一代高精度GNSS基带芯片，为中国北斗高精度GNSS板卡及接收机形成自主品牌和北斗产业化应用奠定核心基础。

  司南导航紧跟全球四大卫星导航系统兼容互用趋势，灵活满足不同行业的差异化需求，全面布局高精度GNSS生态圈，产品应用涵盖测绘地理信息、地基增强、智能交通、精准农业、机械控制、安全工程、工业测量等多个高精度领域，销售网络覆盖了亚太、欧洲、拉美、北美等全球六十多个国家与地区，在第29次南极科考、国家级北斗地基增强主框架网、中挝两国政府合作项目之东盟首座北斗CORS站、国家“西电东送”骨干工程溪洛渡水电站等重大工程建设中均发挥了重大作用。

  2015年司南导航正式入驻建筑总面积26000平方米的司南北斗产业园，作为我国主要的北斗高精度GNSS板卡研发、生产和应用中心，将成为带动上海、辐射全国、影响世界的北斗产业化基地。