GPS面积测量仪的开发与应用

在农田基本建设和农机作业中经常需要测量农田面积，如农机跨区作业中由于作业面积很少使用农机作业面积测量仪，而是测量结果不够精确而引起纠纷。为此，迫切需要开发一种价格低、使用方面能满足农田面积测试精度要求的仪器。我们利用低成本的GPS模块研制了GPS面积测量仪，实现对任意形状田块的面积进行快速的GPS定位测量。

GPS面积测量仪主要有GPS模块、通讯接口、单片机、键盘及显示等电路组成。具体功如下：GPS模块用于接收GPS卫星信号，并以NMEA格式输出定位信息。该模块集成了GPS接收器、内置天线、上电复位电路、信号接口等电路，采用3.0-5.5V宽范围低压供电，具有12通道3m(CEP)的定位精度，同时它的体积较小（45mmx45mmx9.7mm），极低的功耗，非常适合应用于便携式电池供电的测量系统。单片机是测量仪的核心部分，系统采用进口的高性能的单片机作为系统的处理器，该单片机具有很高的性价比，能实现GPS数据的接收、处理、面积的计算、显示、存储等功能。

GPS面积测量仪系统的工作原理如下:GPS模块接收GPS卫星信号，并将定位信息通过RS232串行口输出;通讯接口将RS232电平的串行信号转换为TTL电平并输人单片机的串行口;单片机在软件的控制下对定位信息进行处理，接收键盘信号，并将相应的运算结果在LCD显示器中显示或存储到串行EEPROM存储器中。单片机软件使用C51语言编写，在Keil环境下编译和调试。软件主要包括GPS数据接收、面积计算、键盘、显示等模块。单片机通过串行口以中断方式接收GPS模块的定位信息，串口参数设置9600波特率，8数据位，1停止位，无校验位。

面积测量仪应用：在视野开阔的农田或者标准操场中量取一块矩形地块。然后手持面积测量仪，绕被测区域一圈，直道时正常速度行走，弯道时则放慢速度。通过实地测试，面积测量仪的误差能够控制在2%以内，而且面积越大，其精确度越高。而且我们又对农机作业后的土地面积进行了测量，取得了较好的效果，能满足农机作业面积测量的要求。在农机作业中，农田面积的快速实时测量是十分必需的，传统的测量技术难以快速测量不规则形状农田的面积，不能满足精细农业的要求。本农机作业面积测量仪的研制为快速测量农田面积提供了一种新的方法。测量仪的主要特点是采用GPS进行定位，测量速度快，能测量任意形状田块的面积，具有较高的测量精度。从而为精细农业的生产管理和农业机械的作业合理收费提供科学依据。