二、国内外研究现状

　　国外研究动态目前，世界上对精准农业的实践应用到很多方面，例如配方施肥，精量播种，病虫害防治，杂草清除和水分管理，都有精准农业的参与。在一些发达国家中，精准农业已经成为对合理使用农业资源、改善生态环境和农业可持续发展的科学技术基础。在发达国家，为改善生态环境和农业的可持续发展，对农业资源合理的使用，在精准农业的研究上已投入大量人力和物力，而且还成立了专门的研究机构，并且在大学里面设立与精准农业有关的课程体系。

　　发展精准农业最早的国家是美国，目前，美国连接到互联网的农民约为51%,使用直升机进行耕作管理的农场为20%,许多大中型农场都安装了GPS定位系统。这些对高新技术的应用，在美国成为农业信息化的主要内容，同时也打造出美国的精准农业体系。

　　在美国，在甜菜、小麦、玉米和大豆等作物的种植上，广泛的使用精准农业技术。美国CASE和美国JOHNDEERE研究开发出一套准精准农业机械装备，包括：大型气力输送试变量施肥播种机，联合收获机产量检测系统，大型自走式变量喷药机，农机作业GPS导航自动驾驶装置。

　　在上世纪70年代，世界许多工程师，对农田机械的自动导航进行了研究。

　　比较具有代表性的国家主要以美国、日本、欧洲等发达国家。美国的Conner等人，试验是以JoneDeere7800拖拉机为平台，将4个独立的GPS安装在驾驶仓外，产生的定位信息频率是10Hz,从而达到了以4天线载波相位的GPS导航目的，定位精度达到了2.5cm。斯坦福大学也同样也以JoneDeere拖拉机为试验平台，使用4个DGPS座位导航仪器，由试验结果可以知道，在以速度为3.25公里/小时的直线行驶中，其最大偏差的值为2.5cm。

　　1998年Noguchi等人采用ExtendedKalmanFilter（EKF）对机器视觉、PTK-GPS、GDS融合导航问题进行了研究，对3种传感器的4种不同的组合方式的导航控制进行了相关的试验研究，其中包括RTK-GPS（精度±20cm）与GDS融合后的导航精度达到±8.4cm.在国外，田间的变量实施技术发展很迅速。由Rawson公司生产的产品，ACCU-RATE变量控制器可以根据实际情况，独立进行编程工作，这样可以达到控制播种和施肥的目的。天宝公司生产的AGGPS170田间计算机，通过与AGGPS接收机和导航系统结合自动驾驶仪，实现导航、成图、土壤取样、变量控制、作业记录等多种功能。用于颗粒状肥料的变量施肥机是由俄罗斯的全俄农机化研究所开发研制的，为了完成控制排肥量的目的，该变量施肥机在排肥口处安装了共振片和电磁铁，通过使用振动开关的方式来控制排肥量。

　　丹麦AalborgUniversity的K.M.Nielse,P.Andersen等人利用GPS和陀螺仪实现拖拉机导航控制，基于机器视觉研发了用于绘制杂草分布图的自动行走拖拉机，该系统可以检测作物杂草，可用于精确农业点喷雾、施肥、除草等操作。

　　GPS定位应用到英国西尔索研究所的智能除草拖拉机上，在草地上行驶时，根据坐标已经输入值自动启动喷雾器，达到喷洒除草剂的目标，达到除草的目的，具有良好的经济效益。荷兰InstituteofAgriculturalandEnironmentalEngineeringIMAG-DLO的R.P.VanZuydam利用电子地图与RTKGPS组合导航技术实现对拖拉机转向的控制，并进行了现场试验，结果表明，其最大误差12cm,混凝土路面试验的最大误差为2cm。

　　在最近5年来，“国际精准农业学术研讨会”及相关装备和技术产品展览会每年都会举办，在重要国际学术会议或专业刊物上已经发表大量的学术报告和研究发现。

　　国内研究动态国内专家对精准农业的研究很少，西安交通大学的杨为民博士、李天石等开发了农业机械机器视觉导航试验系统；西北农林科技大学的杨青教授领导的基于GPS与GIS控制的可变灌溉系统研究；位于北京小汤山的精准农业试验示范基地是由国家农业信息化工程技术研究中心建立的，2F-VTR1型变量施肥机和1G-VRT1旋耕变量施肥机就是由该研究中心的王秀、陈立平、孟志军等人研究的，该设备主要根据用户设置施肥量或上位控制计算机处方施肥量、实时接收GPS位置信号及作业行走速度信号，自动调整排肥驱动系统的转速，实现实时变量施肥。在播前施用种肥和冬小麦返青变量施肥作业的时候可以使用2F-VRT1型变量施肥机，在牧草的变量施肥作业中也可以使用该施肥机。在进行旋耕作业的同时使用1G-VRT1旋耕变量施肥机进行实时变量施肥。