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为实现果园机械自动化作业，本文旨在研究一套基于GPS和惯性导航的果园机械自动导航控制系统。由于单一的导航系统不能满足现代农业机械的导航定位的精度要求，而组合导航定位系统精度较高，成本低廉。在众多组合导航系统中，本研究选择了GPS与惯性导航（INS）组合导航系统，以GPS和陀螺仪作为导航传感器，开发自动导航系统。本研究主要内容包括：（1）对GPS-OEM板进行了二次开发，根据需要设计了其外围通讯电路，设置了输出语句类型和语句格式。对调试好的GPS-OEM板做了单点定位测量实验，并通过卡尔曼滤波对测量数据进行了处理，将平均定位误差从滤波前的1.165m减小到了滤波后的0.516m。（2）根据果园机械实际工作情况，规划了果园机械行驶路径，包括树行间的直线行走和地头转弯行走。对转弯路径采取了以直代曲的路径规划法，这样可以减少计算量，便于实现。在VC++6.0平台下设计了系统的相关软件程序，包括主控制程序、GPS接收程序、卡尔曼滤波算法程序和转向控制程序等。（3）对GPS和惯性导航组合导航系统常用的几种组合方式进行了分析，并根据具体情况选择了适合该导航系统的松散组合方式中的速度位置组合。该组合方式算法较简单，也易于工程实现，且具有良好的组合效果。（4）以福田欧豹拖拉机为实验平台，对GPS-OEM板和天线、陀螺仪、拉线位移传感器、速度传感器等及相关电路进行了安装。根据控制系统实现功能要求，设计了硬件组合结构和硬件连接原理图，并制作了PCB板。（5）对系统各单元进行了测试，主要包括GPS-OEM板接收数据的性能，转向控制机构的性能和CAN通讯。通过测试可知，系统具有较高的可靠性。