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1、北斗高精度割草机定位应用解决方案联系人：联系电话：上海联适导航技术有限公司中国上海1行业背景31.1割草机定义31.2割草机的特点31.3中国割草机行业技术发展现状.42北斗卫星定位技术的发展52.1北斗卫星导航系统52.1.1 概述52.1.2发展历程62.1.3建设原贝62.1.4发展计划62.1.5 服务.73北斗高精度割草机定位导航方案.73.1上海联适高精度位置定位系统方案组成83.1基准站部分93.2车载部分104方案成本报价121行业背景1.1割草机定义割草机(Lawnmower)又称除草机、剪草机、草坪修剪机等。割草机是一种用于修剪草 坪、植被等的机械工具，它是由刀盘、发动机、
2、行走轮、行走机构、刀片、扶手、控制部分 组成。刀盘装在行走轮上，刀盘上装有发动机，发动机的输出轴上装有刀片，刀片利用发动 机的高速旋转在速度方面提高很多，节省了除草工人的作业时间，减少了大量的人力资源。割草机根据动力可划分为畜力割草机和动力割草机。畜力割革机是我国现在使用较广的 割草机。有内蒙古制造的GCl. 4型畜力割草机，割幅1370mm，当前进速度为5. 5km/h时， 割草0. 5hm2/h。每机1人操作，由2匹马或2头牛牵引，平均割茬高度为5. 3cm。该机 适应性强，不论高草、矮草，草层稀或密，或地面起伏，都能顺利收割。一般每天可割草 45hm2。动力割草又可分为牵引式、悬挂式和自
3、走式三种。根据收割器又可分为以下多种 割革机，如往复式、旋转式、护刃器割草机、双动力刀割草机、上动刀割草机、下动刀割草 机、护舌护刃器、无护舌护刃器、高割型割草机、中割型割草机、低割型割草机、水平旋转 割草机、垂直旋转割草机、转镰式割草机、圆盘式割草机、卧式滚筒割草机、甩刀式割草机、 上传动圆盘割草机、下传动圆盘割草机。常用的悬挂式割草机类型有往复式和旋转式两大类。长型往复剪刀式，可直接贴近地面 进行割草。其主要构造分车轮、传动机构、剪草刀杆及分草器等部分，另有调节杆可调节高 低及规避障碍物。有些机具可加装集草耙，将草料收集成行。而旋转式割草机是利用高速旋 转的割刀对植株进行无支撑切割的机具。
4、它与往复式相比，具有结构简单、维护保养时间少、 不需要磨刀、换刀简捷、收割高秆及倒伏作物无堵塞、单位收获面积的能量消耗较低等优点。 此类型机械有各种尺寸，尖端速率每秒约为80cm，也可以多组圆盘，以每小时10. 16公里 的速率|ii进操作。其构成包括机架、安装在机架上的动力源、圆盘切割刀以及设置在动 力源与圆盘切割刀之间的传动机构等部分。1.2割草机的特点近年来，由于国家对城市绿化工作非常重视，草坪绿地业迅猛发展，促使我国的园林机 械制造业发展很快，以适应不断增长的市场需求。博思数据发布的他013-2017年中国割草 机械市场分析与行业调查报告表明:未来几年，国产园林机械将在国内市场占据主体
5、，并 逐步打入国际市场。而电动割草机作为园林机械的一种，其产业由小到大，迅速发展，现已 成为一个产品门类比较齐全、创新能力不断增强、市场需求十分旺盛的朝阳产业。特别是近 年来，电动割草机产业发展速度进一步加快，不但产量增加，而且产品出口的数量和科技含 量也不断提升。我国电动割草机产业将进入高速发展阶段。但与此同时，也要看到我国电动 割草机产业发展基础薄弱，与发达国家相比有很大差距，生产技术不成熟，设备质量欠佳， 远不能满足日益扩大的国内市场需要。为加速提高我国电动割草机产业的技术创新能力、加 强电动割草机研发的产、学、研结合，已经成为当务之急。电动割草机作为园林绿化机械的一种，主要用在城市街心
6、花园、街道绿化带以及家庭庭 院等绿地的修剪、整理工作，是园林机械中应用最广泛的一种。电动割草机主要由支撑部件、 割草动力总成、调高机构、控制机构、行走总成及集草箱等六大部分组成。其中，支撑部件 由机体、电机上罩，保护板构成，主要用来支撑和安装其他部件。而割草机中的割草动力总 成主要由割草电机、支座、传动轴、带轮、刹车机构和切割刀片等组成。割草电机安装在机 体的上方，切割刀片通过传动轴安装在机体内，切割刀片采用优质合金工具钢制造，以保证 其具有较高的锋刃度和耐磨强度，割草装置结构示意图如图所示。割草机中的调高机构由调 高手柄、连杆、调高板簧、调高拉簧、机壳、后轮轴、前轮轴组成，调高机构如图所示。
7、控 制机构由控制手柄，控制按钮，开关盒，及开关组成。割草机按市场情况分为：专业市场、半专业市场和家用市场。割草机的市场划分界限比 其他电动工具的划分界限清晰明确:专业市场主要由自行割草机所垄断、半专业市场主要有 燃油割草机所垄断而家用市场则由电动割草机所控制。自行割草机：主要是用燃油驱动，在 农用拖拉机的基础上发展起来的大型割草设备，其具有工作范围大、工作效率高、可驾驶操 作、售价高等特点。主要用于2000m2以上大型公共场所草地的修剪，属于园林工具中的大 型专业工具。燃油割草机主要是用单缸小排量汽油机驱动的小型手推式割草设备，其具有工 作时间长、工作范围不受限制的特点，主要用于400m2-2
8、500m2的不规则的城市绿地或无法 获得电源的户外草地的修剪。而电动割草机主要是用直流或交流电机驱动的手推式割草设备， 它具有体积小、重量轻、噪音小（一般可控制在96分贝以下）、成本低的特点。一般用于修 剪200m2-800m2的家庭草坪。1.3中国割草机行业技术发展现状电动割草机在国内和国外都属于相对较新的产品，在国外也只有二十多年历史、主要的 制造销售商有:HUSQVARNA, GGP, ALr-KO, BRILL, VIKING, BOSCH BLACKBcDECKER, WOLF, VOLEX等公司，从2010年的科隆花园工具博览会上可以看出除了 HUSQVARNA和BOSCH有新 的
9、改良产品推出，其他公司都在继续展出老结构的产品。目前，欧洲最专业的品牌应该是：GGP和VIKING e在国内电动割草机只有10年左右的发展历史，目前国内大部分企业的现有 产品和他们引进的第一代产品比较，除了产品成本上的大幅度的下降之外，基本上没有在功 能和性能上有什么突破。目前国内有很多企业都在开发电动割草机。我国现有的割草机跟国 外相比还存在着许多问题。一些发达国家的割草机自动化程度很高，如瑞典HUSVARNA公司 光伏太阳能机器人割草机的自动控制、自动检测技术很先进，甚至提供DIY接口，让用户根 据实际使用情况进行编程。荷兰的HERDER公司、英国的Rolbe公司相继开发出水中割草机， 其
10、液压系统、U型切割器和驱动系统都很新颖。而在我国，由于对割草机的研究起步晚、研 究人员较少，投入的资金短缺，一直以来较落后于发达国家。2北斗卫星定位技术的发展国内所有的卫星定位的设备都是基于美国的GPS和俄罗斯的GLONASS或单美国的GPS系统， 我国自上世纪80年代引进首台GPS接收机以来，已成为GPS应用大国GPS以全天候、高精度、 自动化、高效益等显著特点，已成功地应用于大地测量、工程测量等多种学科。有信息显示， 一些政府、专业部门已经对GPS产生严重的依赖。一旦发生战争，美国关闭应用，后果不堪 设想。为了不受制于GPS，我国开始发展自己的卫星定位系统一一北斗卫星导航系统，“北斗” 是
11、国家重要的基础设施，也是世界导航系统的重要组成部分，发展独立自主的卫星导航系统 是国家的重大国策。作为我国自主研制的卫星导航系统，打破了少数国家对卫星导航领域的 垄断，已经得到各类不同用户的广泛使用，其性能稳定、使用方便，在我国国防建设、森林 防火、抗震救灾、海洋渔业、交通和水利等行业已发挥了重要作用。随着我国星导航系统研 发工作的不断进展，以及数字地球、智慧地球等技术的快速发展，“北斗”在覆盖区域、系 统性能等方面会不断提升，将在更广泛的领域为用户提供更优质的服务。未来“北斗卫星 导航体系和应用技术都有望取得新的突破，“北斗”将能够在全球定位导航及相关应用领域 发挥更为重要的作用，同时，“十
12、二五”期间，我国也明确提出要“积极推进空间基础设 施建设，促进卫星及其应用产业发展”。2.1北斗卫星导航系统2.1.1概述北斗卫星导航系统(BeiDou (COMPASS) Navigation Satellite System)是中国正在实施的自主发展、独立运行的全球卫星导航系统。系统建设目标是：建成独立自主、开放兼容、 技术先进、稳定可靠的覆盖全球的北斗卫星导航系统，促进卫星导航产业链形成，形成完善 的国家卫星导航应用产业支撑、推广和保障体系，推动卫星导航在国民经济社会各行业的广 泛应用。北斗卫星导航系统由空间段、地面段和用户段三部分组成，空间段包括5颗静止轨道卫 星和30颗非静止轨道卫星
13、，地面段包括主控站、注入站和监测站等若干个地面站，用户段 包括北斗用户终端以及与其他卫星导航系统兼容的终端。2.1.2发展历程卫星导航系统是重要的空间信息基础设施。中国高度重视卫星导航系统的建设，一直在 努力探索和发展拥有自主知识产权的卫星导航系统。2000年，首先建成北斗导航试验系统 （北斗一代），使我国成为继美、俄之后的世界上第三个拥有自主卫星导航系统的国家。该 系统已成功应用于测绘、电信、水利、渔业、交通运输、森林防火、减灾救灾和公共安全等 诸多领域，产生显著的经济效益和社会效益。特别是在2008年北京奥运会、汶川抗震救灾 中发挥了重要作用。为更好地服务于国家建设与发展，满足全球应用需求
14、，我国启动实施了 北斗卫星导航系统建设。2.1.3建设原则北斗卫星导航系统的建设与发展，以应用推广和产业发展为根本目标，不仅要建成系统， 更要用好系统，强调质量、安全、应用、效益，遵循以下建设原则：1、开放性。北斗卫星导航系统的建设、发展和应用将对全世界开放，为全球用户提供 高质量的免费服务，积极与世界各国开展广泛而深入的交流与合作，促进各卫星导航系统间 的兼容与互操作，推动卫星导航技术与产业的发展。2、自主性。中国将自主建设和运行北斗卫星导航系统，北斗卫星导航系统可独立为全 球用户提供服务。3、兼容性。在全球卫星导航系统国际委员会（ICG）和国际电联（ITU）框架下，使北 斗卫星导航系统与世
15、界各卫星导航系统实现兼容与互操作，使所有用户都能享受到卫星导航 发展的成果。4、渐进性。中国将积极稳妥地推进北斗卫星导航系统的建设与发展，不断完善服务质 量，并实现各阶段的无缝衔接。2.1.4发展计划北斗卫星导航系统正按照“三步走”的发展战略稳步推进，第一步，2000年建成北斗卫 星导航试验系统（北斗一代），使中国成为世界上第三个拥有自主卫星导航的国家，不过早 期的北斗一代系统包括四颗卫星，相对于GPS来说精度较低，而且不支持移动定位，而后续 的北斗二代卫星体系性能不弱于美国GPS系统，第二步，建设北斗卫星导航系统（北斗二代）， 2012年左右形成覆盖亚太大部分地区的定位、导航和授时以及短报文
16、通信服务能力，第三 步2020年左右，北斗卫星导航系统形成全称全球覆盖能力，届时将有5颗静止轨道卫星和 30颗非静止轨道卫星组成，等到2020年左右北斗全球卫星导航系统建成之后北斗系统所提 供的定位精度在全球范围内将与GPS相抗衡，而在增强区域也就是亚太地区，北斗的精度甚 至会超过GPS。自2007年4月14日，中国成功发射了第1颗北斗二代导航卫星，目前北斗二代系统 已经有19颗卫星升空，现在单北斗卫星导航系统的接收机，在亚太地区完全可以自主定位 （单机定位、差分定位、RTK定位、CORS定位等等）而且精度不亚于GPS。2.1.5月艮务北斗卫星导航系统致力于向全球用户提供高质量的定位、导航和授时服务，包括开放服 务和授权服务两种方式。开放服务是向全球免费提供定位、测速和授时服务，定位精度10 米，测速精度0.2米/秒，授
