GPS面積測量儀的開發與應用

在農田基本建設和農機作業中經常需要測量農田面積，如農機跨區作業中由于作業面積很少使用農機作業面積測量儀，而是測量結果不夠精確而引起糾紛。為此，迫切需要開發一種價格低、使用方面能滿足農田面積測試精度要求的儀器。我們利用低成本的GPS模塊研制了GPS面積測量儀，實現對任意形狀田塊的面積進行快速的GPS定位測量。

GPS面積測量儀主要有GPS模塊、通訊接口、單片機、鍵盤及顯示等電路組成。具體功如下：GPS模塊用于接收GPS衛星信號，并以NMEA格式輸出定位信息。該模塊集成了GPS接收器、內置天線、上電復位電路、信號接口等電路，采用3.0-5.5V寬范圍低壓供電，具有12通道3m(CEP)的定位精度，同時它的體積較小（45mmx45mmx9.7mm），極低的功耗，非常適合應用于便攜式電池供電的測量系統。單片機是測量儀的核心部分，系統采用進口的高性能的單片機作為系統的處理器，該單片機具有很高的性價比，能實現GPS數據的接收、處理、面積的計算、顯示、存儲等功能。

GPS面積測量儀系統的工作原理如下:GPS模塊接收GPS衛星信號，并將定位信息通過RS232串行口輸出;通訊接口將RS232電平的串行信號轉換為TTL電平并輸人單片機的串行口;單片機在軟件的控制下對定位信息進行處理，接收鍵盤信號，并將相應的運算結果在LCD顯示器中顯示或存儲到串行EEPROM存儲器中。單片機軟件使用C51語言編寫，在Keil環境下編譯和調試。軟件主要包括GPS數據接收、面積計算、鍵盤、顯示等模塊。單片機通過串行口以中斷方式接收GPS模塊的定位信息，串口參數設置9600波特率，8數據位，1停止位，無校驗位。

面積測量儀應用：在視野開闊的農田或者標準操場中量取一塊矩形地塊。然后手持面積測量儀，繞被測區域一圈，直道時正常速度行走，彎道時則放慢速度。通過實地測試，面積測量儀的誤差能夠控制在2%以內，而且面積越大，其精確度越高。而且我們又對農機作業后的土地面積進行了測量，取得了較好的效果，能滿足農機作業面積測量的要求。在農機作業中，農田面積的快速實時測量是十分必需的，傳統的測量技術難以快速測量不規則形狀農田的面積，不能滿足精細農業的要求。本農機作業面積測量儀的研制為快速測量農田面積提供了一種新的方法。測量儀的主要特點是采用GPS進行定位，測量速度快，能測量任意形狀田塊的面積，具有較高的測量精度。從而為精細農業的生產管理和農業機械的作業合理收費提供科學依據。