精准农业

什么是机器人应用的精准农业？

精准农业是一种数据驱动型农业方法，它使用 GPS、RTK、机器人技术、传感器和人工智能（AI）。它有助于优化投入、提高生产率和可持续性。

如今的农场不仅仅是田地。它们是智能生态系统。精准农业将传统农业转变为数据驱动、位置感知的系统。它利用准确的位置、实时条件和工作环境优化每项任务。

这一转变的核心是全球导航卫星系统（GNSS）支持的定位，实现位置感知操作，从而提高产量、减少资源投入并支持环境的可持续发展。

利用厘米级的 GNSS 精度，农民可以将每公顷的生产率提高^5-15%1 。随着粮食需求的增加和耕地面积的减少，这一点至关重要。

u-blox 可帮助农民实现

• 最大产量潜力： 释放厘米级精度，实现智能播种、自动播种、定向喷洒和优化收割。
• 增强可持续性： 利用精确的 GNSS 来优化施肥、灌溉效率和燃料消耗。
• 农业自动化的安全性：安全可靠的 GNSS 解决方案，实现农业作业自动化。了解更多有关用于自主农业的功能安全的 GNSS 的信息。
• 经济效益： 通过灵活的订购模式和按用量付费计划，实现可衡量的投资回报率。

¹ 欧盟空间计划局。(2023). 关于农业和林业用户需求和要求的报告

网络研讨会

观看我们最新的网络研讨会，探讨高精度 GNSS 如何支持自主和可持续农业。

为什么选择精准农业？

农业产业面临着各种压力，这使得精准技术不仅是一种优势，更是一种必需。三个相互关联的趋势正在重塑全球农业。

在土地日益减少的情况下生产粮食

预计到 2050 年，世界人口将达到近 100 亿。全球农业用地使用量已经达到顶峰，目前正在下降，而全球农业产量却在持续上升。只有通过更智能、更精确的耕作，才能实现土地使用与产出的脱钩。精确定位是提高效率的关键因素。

为日益萎缩和老龄化的劳动力提供精准农业服务

农业劳动力正面临结构性危机。根据国际劳工组织的数据，1991 年，农业占全球就业人数的 43%。到 2023 年，这一比例将降至 26%。

与此同时，农场数量正在减少，农民正在老龄化。目前，全球农民的平均年龄为 55 岁（世界经济论坛）。在欧盟，平均年龄为 57 岁，40 岁以下的农民仅占 12%（欧盟委员会，2025 年）。

由精确的全球导航卫星系统（GNSS）驱动的自动和半自动农机直接解决了劳动力缺口问题。它们使机器能够精确工作，而人类则专注于价值更高的任务。

克服农业可持续性的挑战

全球农业每年依赖数百万吨化肥、杀虫剂和生长调节剂来维持产量。代价是高昂的：径流和水污染、土壤退化、人类健康风险以及直接的经济成本。精准技术直接解决了这一权衡问题。精确喷雾器和无人机可在需要的时间和地点施用投入品，防止过度施用。

精准农业对 GPS 和 RTK 有哪些要求？

不同的农业任务对 GNSS 的精度有不同的要求。u-blox 技术可帮助开发高性能、全球性和可扩展的精准农业解决方案。技术包括标准精度 GNSS、高精度 GNSS 和GNSS 校正服务。

以下是最常见的使用案例以及每种使用案例的定位要求。

了解用于精准农业的 GPS 和 RTK 技术

标准的 GNSS 定位可提供 1-2 米的水平精度和 2-4 米的垂直精度。这足以满足资产跟踪和基本远程信息处理的需要，但不适用于精准农业。要实现厘米级定位，需要了解并纠正卫星信号路径中的误差源。

全球导航卫星系统误差源

GNSS 信号在从卫星到接收器的过程中会穿过电离层和对流层。每一层都会产生测量误差。它们与卫星轨道和时钟误差、多径反射和接收器噪声等其他误差源结合在一起。在具有挑战性的环境中，总定位误差可从几米到几十米不等。

校正技术：RTK、PPP-RTK 和 PPP-AR

目前主要有三种校正方法，每种方法都能在精度、收敛时间和所需基础设施之间实现不同的平衡：

• RTK（实时运动学）：可在 10 秒内修正全球卫星误差并提供 1-2 厘米的精度。需要密集的本地基准站网络。是建筑、测量和精准农业等高要求应用的理想选择。
• PPP-RTK（精确点定位实时运动学）： 修正全球和区域误差，包括电离层和对流层延迟。可在 30 秒内实现 3-6 厘米的精度。更灵活的基础设施要求。适用于户外移动机器人、汽车、精准农业和无人机。
• PPP-AR（具有模糊分辨率的精确点定位）：全球校正，无需本地基础设施。在约 2 分钟内实现 <10 厘米的精度。是偏远地区应用和全球精准农业部署的理想选择。

全波段优势

现代 GNSS 接收机支持所有信号波段（L1/L2/L5/L6），可接入所有卫星星座。这样就能更快地达到厘米级精度，并获得更可靠的信号。

u-blox 精准农业产品组合

u-blox 提供集硬件、校正服务和专家支持于一体的完整集成产品组合。这使得精准农业 OEM 能够快速、可靠地进入市场。

ZED-X20P:全波段高精度 GNSS 模块

ZED-X20P 是 u-blox 用于精准农业的旗舰模块。它将全波段 GNSS（L1/L2/L5/L6）集成到一个紧凑的模块中，支持 u-blox PointPerfect、nRTK、PPP-RTK、PPP-AR 和伽利略高精度服务 (HAS)，可提供灵活的校正服务选项。端到端安全性提供了从卫星信号到主机系统的保密性、完整性和认证。单芯片设计确保了坚固的硬件和可靠的供应链。

ZED-X20D:全波段双天线 GNSS 导航模块

ZED-X20D 是 u-blox 的全波段 GNSS 模块，专为需要高精度定位和精确航向的应用而设计。它支持 L1/L2/L5/L6 两根天线上的所有 GNSS 星座，即使在静止状态下也能提供稳健的厘米级 RTK 定位和与运动无关的 GNSS 航向。支持 u-blox PointPerfect、nRTK、PPP-RTK、PPP-AR 和伽利略高精度服务 (HAS)，可提供灵活的校正服务选项。端到端安全性可保护从卫星信号到主机系统的定位和航向数据。业界公认的 ZED 外形简化了现有设计的集成和升级。

ANN-MB2:全波段高精度 GNSS 天线

ANN-MB2 是专为 u-blox X20 平台开发的坚固耐用的高性能全波段天线。它支持 L1、L2、L5/E5/B2/NavIC、E6/B3 和 L 波段频率，覆盖所有主要的 GNSS 系统，可实现最大的位置可用性。易于部署的设计和多种安装选项使其能够快速上市。

PointPerfect：GNSS 校正服务

PointPerfect 是 u-blox 的厘米级 GNSS 校正服务套件，分为三个级别以满足不同的应用需求：

• PointPerfect Live(网络 RTK）：1-2 厘米精度，10 秒内收敛。为精准农业中要求最苛刻的使用案例提供最高性能。基于高度可靠的网络。
• PointPerfect Flex(PPP-RTK)：精度 3-6 厘米，收敛时间不超过 30 秒。可扩展、灵活、基于用量的计划，具有无与伦比的性能/价格平衡。是移动机器人、自动驾驶汽车、精准农业车队和无人机的理想选择。
• PointPerfect Global(PPP-AR)：<精度小于 10 厘米，收敛时间约为 2 分钟。全球无缝覆盖，适用于全球部署和偏远地区操作。新的全球服务将于 2026 年推出。

常见问题：精准农业和全球导航卫星系统