CN111819508A - 使用实时动态进行gps对准的系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于在灌溉系统内将驱动塔架进行对准的系统。根据一个优选实施例，本发明总体上涉及一种用于灌溉跨接件的对准控制的系统和方法以及，更具体地，涉及一种使用经由电力线载波发送的实时动态来对灌溉跨接件进行GPS对准的系统和方法。

Description

使用实时动态进行GPS对准的系统和方法

相关申请

本申请要求2018年1月30日提交的美国临时申请62/623,587的优先权。

背景和技术领域

技术领域

本发明总体上涉及一种用于灌溉跨接件(span)的对准控制的系统和方法以及，更具体地，涉及一种使用经由电力线载波发送的实时动态来对灌溉跨接件进行GPS对准的系统和方法。

背景技术

现代的中心枢轴和线性灌溉系统通常包括由一个或更多个塔架结构支承的互连的跨接件(例如，灌溉跨接件)，以支承导管(例如，水管部分)。继而，将导管进一步附接到喷洒器/喷嘴系统，该喷洒器/喷嘴系统以期望的模式喷水(或其他申请者)。在这些现代灌溉系统中，大量的受电元件被用于控制灌溉的各个方面。这些通常包括用于各种传感器、喷雾器、驱动控制系统、电动机和换能器的远程独立电源。

在运行中，通过机电设备系统(包括继电器、开关和其他带有活动部件的设备)对每个受电元件进行控制和供电。考虑到它们的尺寸和复杂性，现代灌溉机器容易重复出现机械和电气故障。机械故障的一个重要来源是驱动塔架的未对准。由于灌溉跨接件的每个驱动塔架之间的大的间距，即使是最小量的未对准，也会产生显著的应力和剪力。对在常规灌溉系统中的对准进行控制的主要方法依赖于电磁开关，该电磁开关用于控制单个驱动电动机的运行。这些系统具有大的响应时间，并且缺乏微调对准变化的能力。此外，这些类型的系统依赖于各个跨接件之间的机械联动。因此，它们容易由于风、地形等原因而改变跨接件取向(跨接件侧倾)。此外，这些系统在电动机启动或停止之前利用相当宽的对准误差带，通常约为±1.5度的未对准，从而引起上述的高结构应力。

用于对准控制的新的可替代的方法依赖于独立的GPS接收器，这些GPS接收器通知每个独立的驱动塔架相关的位置和对准的信息。由于传输滞后，这些系统容易减缓响应时间。此外，基于GPS的系统在没有某种类型(诸如实时动态(RTK)、广域增强系统(WAAS)、差分全球定位系统(D-GPS)等之类)的校正的情况下都会受到很大的误差裕度的影响，该误差裕度通常太大而在对灌溉跨接件的对准进行微调时不可用。

为了克服现有技术的局限性，需要一种可靠且有效的系统来对灌溉跨接件和驱动塔架进行控制和对准。

发明内容

为了解决现有技术中存在的缺点，本发明提供了一种用于在具有至少两个跨接件的灌溉系统和用于移动跨接件的驱动系统内提供电力和对准控制的系统。根据第一优选实施例，本发明包括用于对灌溉系统的对准进行保持的方法，所述灌溉系统具有多个连接的跨接件和多个驱动塔架，这些驱动塔架用于使连接的跨接件围绕中心枢轴移动。或者，可以用线性推车代替中心枢轴。

根据另一个优选实施例，本发明的方法包括以下步骤：接收第一组GPS位置数据和第二组RTK误差数据；将第一组GPS位置数据与第二组RTK误差数据进行比较，计算RTK误差校正数据；将RTK误差校正数据传输到中间驱动塔架和最后驱动塔架；使用GPS数据和RTK误差校正数据来计算最后驱动塔架的位置；计算中心枢轴与最后驱动单元之间的直的中心线；使用线性回归算法来计算每个中间驱动塔架与所计算出的中心线之间的相对距离；以及对每个中间驱动塔架随时间推移的平均速度进行控制，以减少中间驱动塔架的当前位置与所计算出的中心线之间的距离。

结合在说明书中并构成说明书一部分的附图示出了本发明的各种实施例，并且与说明书一起用于解释本发明的原理。

附图说明

图1示出了用于本发明的一个示例性灌溉系统。

图2示出了说明根据本发明的第一优选实施例的控制设备的示例性处理架构的框图。

图3示出了根据本发明的另一优选实施例的框图。

图4示出了根据本发明的另一优选实施例的框图。

图5A、图5B和图5C说明了根据本发明的另一优选实施例的第一对准方法。

图6示出了说明图5A，图5B和图5C所示的第一对准方法的流程图。

图7提供了说明根据本发明的另一优选实施例的第二对准方法的流程图。

图8A，图8B和图8C说明了图7所示的第二对准方法。

具体实施方式

为了促进对本发明原理的理解，现在将参考附图中所示的实施例，并且将使用特定的语言来描述该实施例。然而，应当理解的是，在此不旨在对本发明的范围进行限制，并且可以预期本领域技术人员通常会想到的对所示的设备中的此类改变和进一步修改。

根据本发明的优选实施例，应当理解，术语“驱动单元”可以优选地包括许多个子组件，包括：电动机、控制器、通信设备(例如PLC等)和对准设备。此外，尽管下面针对三个示例性的塔架讨论本发明，但是在不脱离本发明精神的情况下，可以根据需要扩大或减少所使用的塔架的数量(即2-100个塔架)。此外，本文所使用的术语“电动机”可以指用于向驱动轮提供扭矩的任何合适的电动机。因此，在此使用的术语“电动机”可以优选地包括诸如开关磁阻电动机、感应电动机等的电动机。

本文所使用的术语“程序”、“计算机程序”、“软件应用程序”、“模块”、“固件”等被定义为设计用于在计算机系统上执行的指令序列。术语“固态”应该被理解为是指一系列固态电子设备，其优选地包括由固体材料构建的电路或设备，并且其中电子或其他电荷载流子完全被限制在固体材料内。示例性的固态组件/材料可以包括晶体、多晶和非晶态固体、电导体和半导体。常见的固态设备可以包括晶体管、微处理器芯片和RAM。

程序、计算机程序、模块或软件应用程序可包括子程序、函数、过程、对象实现、可执行应用程序、小程序、小服务程序、源代码、目标代码、共享库、动态加载库和/或设计用于在计算机系统上执行的其他指令序列。如本文所定义的，数据存储装置包括许多不同类型的计算机可读介质，该计算机可读介质允许计算机从中读取数据并且保持储存的数据以供计算机能够再次读取数据。此类数据存储装置可以包括例如非易失性存储器，例如ROM、闪存、电池备份RAM、磁盘驱动器存储器、CD-ROM、DVD和其他永久性存储介质。然而，根据本发明的不同实施例，甚至是诸如RAM、缓存器、高速缓存存储器和网络电路之类的易失性存储也被设想作为此类数据存储装置。

本文描述的系统和方法的方面可以实现为被编程到各种电路中的任何一种电路中的功能，包括可编程逻辑设备(PLD)，例如现场可编程门阵列(FPGA)，可编程阵列逻辑(PAL)设备，电子可编程逻辑和存储器设备和基于标准单元的设备，以及专用集成电路(ASIC)。用于实现系统和方法的各方面的一些其他可能性包括：具有存储器的微控制器、嵌入式微处理器、固件、软件等。此外，系统和方法的各方面可以体现在具有基于软件的电路仿真、离散逻辑(顺序和组合)、自定义设备、模糊(中性网络)逻辑、量子设备以及上述任何设备类型的混合的微处理器中。当然，底层的设备技术可以以多种组件类型的方式提供，例如，金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)技术，如互补金属氧化物半导体(CMOS)，双极性技术，如发射极耦合逻辑(ECL)，聚合物技术(例如，硅共轭聚合物和金属-共轭聚合物-金属结构)，双向三极晶闸管(TRIAC)，模拟和数字混合等。

图1示出了可以与本发明的示例性实施例一起使用的示例性的自行式灌溉系统100。应当理解，图1中公开的灌溉系统100是可以集成本发明的特征的示例性灌溉系统。因此，图1旨在作为说明，并且各种系统(即固定式系统以及线性和中心枢轴自行式灌溉系统；固定系统；拐角系统)中的任何一种系统可用于本发明而不受限制。

现参考图1，示出了跨接件102、104、106由驱动塔架108、109、110支承。此外，示出的每个驱动塔架108、109、110具有各自的电动机117、119、120，它们向驱动轮115、116、118提供扭矩。如图1进一步所示，灌溉机器100可优选地进一步包括可包括端部枪(未示出)的延伸部/悬垂部121。如图进一步所示，可以提供位置传感器123以提供用于本发明的系统的位置和角度取向数据，如下所述。还如图所示，示出了控制面板112，其用于围封示例性控制设备的元件150，如下面进一步讨论的。还应该理解，图1提供了未添加许多附加的受电元件和传感器的灌溉机器100的图示。然而，可以不受限制地添加各种不同的传感系统中的任何一种传感系统。

现参考图2，现在将讨论示例性的控制设备138，该控制设备138代表对灌溉系统100的一个或更多个操作方面进行控制的功能。如图所示，示例性控制设备138优选地包括处理器140、存储器142、定位模块151、数据存储模块150和网络接口144。处理器140为控制设备138提供处理功能，并且处理器140可以包括任意数量的处理器、微控制器或其他处理系统。处理器140可以执行实现本文所述技术的一个或更多个软件程序。存储器142是有形计算机可读介质的一个示例，其提供存储功能以存储与控制设备138的操作相关联的各种数据，例如上述软件程序和代码段，或用于指示处理器140和控制装置138的其它元件执行本文所述的步骤的其它数据。存储器142可以包括例如可移动和不可移动的存储器元件，诸如RAM、ROM、闪存(例如，SD卡、迷你SD卡、微型SD卡)、磁性、光学、USB存储器设备等。网络接口144提供使控制设备138能够通过诸如无线接入点、收发器等的各种组件以及由这些组件所采用的任何相关软件(例如，驱动程序、配置软件等)与一个或更多个网络149通信的功能。如图所示，本发明的优选系统可以包括用于接收直接卫星通信的卫星收发器159等。

在实施例中，示例性控制设备138还优选地包括电力控制系统146和电力线总线147，该电力线总线147可以包括用于对电力进行控制和路由、对电力质量进行控制，以及对附接到电力线载波系统上的设备进行控制的导电传输线、电路等，如下文进一步讨论的。此外，本发明的系统优选地还可以包括灌溉位置确定模块148(或者在本文中称为“基站模块”或“BSM”)，该灌溉位置确定模块148还可以包括用于计算灌溉系统100的位置的全球定位系统(GPS)接收器157或类似的装置。根据本发明的另一优选实施例，灌溉位置确定模块148/BSM优选地还包括实时动态(RTK)误差计算模块155，如下所述。根据优选实施例，如本文讨论的RTK信号的处理可以优选地使用单频或双频进行而不受限制。

如进一步所示，控制装置138可以耦合至灌溉系统100的引导设备或类似系统152(例如，转向总成或转向机构)以控制灌溉系统100的移动。如图所示，控制设备138还可以包括位置地形补偿模块151，以协助控制系统的移动和位置感知。此外，控制设备138还可以优选地包括多个输入端和输出端，以从传感器154和监视设备接收数据，如下所述。

根据优选实施例，基站模块411(图4所示)优选地功能是用于执行RTK误差计算，以增强从GPS系统157导出的位置数据的精度。尽管本发明针对GPS进行了讨论，但是本发明还适用于从诸如罗兰导航系统(LORAN)，格洛纳斯全球卫星导航系统(GLONASS)，伽利略系统(Galileo)，北斗卫星导航系统(BeiDou)等其他定位系统以及这些类似系统的任何组合接收的数据。如下面关于图5-图8进一步讨论的，由基站模块411执行的当前RTK误差计算优选地被提供给一个或更多个驱动塔架，以对单独接收的GPS位置数据提供实时校正。另外，RTK可以利用单频(通常称为L1频段)进行校正，或者可以利用双频(通常称为L1和L2频段)。此外，还可以使用增强定位精度的类似的校正技术(如广域增强系统(WAAS)或差分GPS)。优选地，任何这样的系统将与上述类似的定位系统兼容并且提供优于1米的定位精度。

现在参考图3，现在将进一步讨论结合了本发明各方面的示例性系统300。如图进一步所示，示例性灌溉系统300可以包括换能器327、328、330，这些换能器被提供来控制和调节喷洒器(包括端部枪321和其他喷头326)的水压。

此外，该系统可以优选地包括固态塔架箱312、314、316(包括固态电动机控制器、非接触对准设备和如上所述的其他组件)，该固态塔架箱312、314、316优选地互连到各自的驱动单元电动机307、309、311。如进一步所示，各自的驱动单元电动机307、309、311优选地向各自的驱动轮组302、304、306提供扭矩和制动。如上所述，本发明的系统可以包括用于向驱动轮提供扭矩的任何合适的电动机。根据一个优选实施例，本发明的系统可以优选地包括诸如开关磁阻电动机、感应电动机等的电动机。

本发明的系统300还可以包括控制箱305和/或枢轴控制箱308，该控制箱305和/或枢轴控制箱308可以一起容纳用于实现本发明各方面的控制面板和硬件。例如，控制箱305可以容纳控制面板(诸如图4中所示的控制面板403)，控制器设备138的元件以及用于执行本发明的各方面的其他硬件和软件。同样，枢轴控制箱308可容纳枢轴/控制面板(例如图4所示的枢轴/控制面板402)、控制器设备138的元件以及用于执行附加的本发明的各方面的硬件和软件。本发明的系统还可以包括用于接收位置数据的GPS接收器320a-d，以及包括间接农作物传感器318、322，该间接作物传感器318、322优选地可以包括可选的水分传感器来确定土壤给定区域中的水分含量。另外，传感器318、322还可以包括光学器件，以允许检测农作物类型、生长阶段、健康状况、疾病的存在、生长速率等。更进一步，该系统可以包括地面传感器。更进一步，检测系统还可以从连接的气象站或远程的气象站等处接收数据，该连接的气象站或远程的气象站等能够测量诸如湿度、风速、风向、压力、降水量、温度等此类天气特征。更进一步，该系统还可以优选地包括有线或无线收发器/路由器324、325，用于在系统元件之间接收和发送信号以及用于接收RF/卫星信号。此外，本发明的优选系统还可替代地包括诸如附加的传感器等安装在跨接件310上的附加元件。

现参考图4，现在将进一步讨论本发明的其他方面。如图4所示，本发明的电力/控制系统400可以优选地包括控制/枢轴面板402，其优选地向一系列中间固态塔架箱404、406和最后常规驱动单元塔架箱408提供控制信号和电力。如图所示，每个固态塔架箱404、406、408还优选地包括GPS传感器/输入端405、407、409。应当理解，以所提供的固态塔架箱为一个示例，并且本发明不旨在限制固态塔架箱的使用。例如，在不脱离本发明的范围的情况下，可以使用机电式塔架箱代替固态塔架箱。

如图所示，示例性控制/枢轴面板402可以包括可选的枢轴控制器410和/或电力线载波(PLC)414。PLC 414可以经由电力线总线416控制电力并将电力引导至下游中间固态塔架箱404、406和最后常规驱动单元塔架箱408。枢轴控制器410可以经由串行通信连接412(即，RS-232)等连接至电力线载波414。根据优选实施例，本发明的电力线总线416可以以各种不同的电压和安培的任何一种来提供和引导电力。例如，本发明的电力线总线416可以根据需要不受限制地在一定范围的电压(例如0-1000伏之间)和一定范围的电流(例如0.1至100安培)上提供电力。根据另一个优选实施例，可以以120伏至480伏的电压提供电力，其中电流是在5安培至50安培之间。例如，电力线总线416可以提供5安培、120伏交流电。根据另一优选实施例，电力线总线416可以优选地以30安培、480伏交流电提供电力。根据另一优选实施例，本发明的电力线载波可以优选地作为单向或双向系统来操作。

再次参考图4，示例性控制面板403可以包括基站模块(BSM)411和PLC 413。BSM411可以从GPS接收器415(或另一个地理位置设备)接收GPS数据。BSM 411可以包括RTK误差计算模块155或其他功能，以允许BSM 411接收RTK误差数据并产生RTK误差校正数据。如下面进一步讨论的，BSM 411优选地计算RTK误差校正数据并通过电力线载体波413将RTK误差校正数据经由电力线总线416提供给下游的固态塔架箱404、406、408。

如图4进一步所示，RTK误差校正数据(连同由电力线箱416提供的电力和控制信号)优选地首先被中间固态塔架箱404接收，该中间固态塔架箱优选地接收、处理RTK误差校正数据并随后将所接收的电力引导到中心驱动电动机418。此外，RTK误差校正数据优选地由中间固态塔架箱404处理，并用于校正/调整从GPS模块405接收的GPS位置数据。同样，由电力线箱416提供的电力和控制信号被中间固态塔架箱406接收，该中间固态塔架箱406优选地接收、处理由电力线箱416提供的电力和控制信号并随后将所接收的电力引导至中心驱动电动机420。尽管未示出，但是根据灌溉系统的大小，还可以根据需要加入任何数量的附加的中间固态塔架箱。不管中间固态塔架箱的数量如何，来自电力线总线416的RTK误差校正数据和电力优选地最终在最后常规驱动单元固态塔架箱408处被接收，该最后常规驱动单元固态塔架箱408同样优选地接收并处理所接收的RTK误差校正数据，以及将所接收的电力引导至中心驱动电动机422。

如图4进一步所示，根据一个可替代的优选实施例，本发明的系统可替代地利用单独的120V单相或类似电源电路417，以允许在主枢轴控制器410和/或BSM 411与固态塔架箱404、406、408之间的PLC通信。根据另外的优选实施例，电源电路417可以是使用电力线总线416的PLC通信的替代方案，或者是除了电力线通信之外的替代方案。根据可替代的优选实施例，无线信号还可以用于发送RTK误差校正数据。根据可替代的优选实施例，可以使用机电式塔架箱、VFD电动机控制器等来代替固态塔架箱。优选地，任何这样的塔架箱都包含PLC模块，该PLC模块具有从本地接收器接收GPS信号的能力。

现参考图5A-图5C和图6，现在将讨论根据本发明的优选实施例的优选方法。参考图5和图6，在优选的第一步骤602，本发明的基部塔架/枢轴点401优选地接收第一组GPS位置数据和RTK误差数据。根据一个优选实施例，GPS和RTK误差数据可以由各自的GPS和RTK卫星接收器直接接收。或者，该数据可以从存储器输入或从外部网络接收。

在下一步骤604，基站模块(BSM)411(图3所示)优选地将GPS位置数据与RTK误差数据进行比较。在下一步骤605，该BSM 411优选地计算RTK误差校正数据。在下一步骤607，RTK误差校正数据优选地经由PLC被传输到每个下游驱动塔架控制器404、406和408。

在下一步骤608，使用GPS数据和RTK误差校正数据来计算最后驱动塔架408的位置。在下一步骤610，系统优选地计算在基部/枢轴位置401与最后驱动单元408之间的直的中心线421(如图5B所示)。在下一步骤612，中间驱动塔架404和406优选地计算该中间驱动塔架404和406的当前所计算出的位置与所计算出的中心线421之间的相对距离。根据优选实施例，这些计算优选地使用线性回归算法或类似算法进行。

在下一步骤614，用于每个中间驱动塔架404、406的控制器优选地控制中间驱动塔架404、406的驱动轮以减小中间驱动塔架404、406的当前位置与所计算出的中心线421之间的距离。例如，如图5C所示，优选地控制第一中间塔架404以减小第一中间塔架404的速度，以便当灌溉机器在给定方向420上移动时减少第一中间塔架404自身与中心线421之间的距离。这可以优选地通过调节启停电动机的占空比，通过减小诸如开关磁阻电动机或由变频驱动器等类似方法驱动的感应电动机之类的恒定运动(变速)电动机的RPM(每分钟转数)来实现。类似地，可以优选地控制第二中间塔架406以增加第二中间塔架406的速度来减小第二中间塔架406自身与中心线421之间的距离。优选地，根据本发明的驱动塔架404、406的计算和调整可以实时连续地执行以保持对准。另外，在基部401处的BSM优选地连续向所有下游塔架发出实时动态(RTK)信号，以允许每个塔架控制器实时地校正GPS误差。

根据一个可替代的优选实施例，可以通过调节或改变所编程的驱动轮的平均速度来控制驱动轮的速度。以这种方式，即使选定的驱动轮的速度可能不同于其他驱动轮的速度，也可以通过编程使选定的驱动轮保持更长时间的对准。例如，这可以通过以下操作来实现：进行等待直到给定的驱动轮落后10厘米，然后调节/增加驱动轮的平均速度，直到其超前10厘米。因此，本发明可以根据需要连续地更新所编程的每个塔架的平均速度，并且可以在位置检测与所编程的每个塔架的平均速度的更新之间连续地循环以最小化塔架的未对准。

根据另外的优选实施例，在机器静止时或在灌溉系统的操作和运行期间可以运行本发明的对准算法。此外，本发明的算法和系统可用于在机器每次启动时(即，在机器移动的开始时)而不是实时地(在机器移动期间)对塔进行初始对准。根据另一个优选实施例，本发明的算法可以优选地包括裕度误差，以便仅对位于与中心线相距超过设定的距离(即，两英寸)的塔架进行指示，以减小检测到的对准误差。根据另一个优选实施例，可以按照最外侧塔架到最内侧塔架的顺序来确定对准的顺序。此外，可以将用于对塔架进行重新对准的指令从最外侧塔架到最内侧塔确定优先顺序。

现在参考图7和图8A-图8C，现在将讨论用于本发明的可替代的“三塔架”算法。根据一个示例性的可替代算法，可以计算和调整对准，以使用选定的塔架组。通过这种方法，可以识别塔架组内的最大对准误差，并对其进行局部调整。根据另一优选实施例，使用三个塔架的组，并且可以优选地首先确定每个中心塔架的位置，然后确定两个相邻塔架的位置。

参考图7和图8，在优选的第一步骤702，本发明的基部塔架/枢轴点801优选地接收第一组GPS位置数据和RTK误差数据。根据一个优选实施例，GPS和RTK误差数据可以由各自的的GPS和RTK卫星接收器直接接收。可替代地，该数据可以从存储器输入或从外部网络接收。

在下一步骤704，基部塔架/枢轴点801可以优选地将GPS位置数据与RTK误差数据进行比较。在下一步骤706，BSM优选地计算RTK误差校正数据。在下一步骤708，该RTK误差校正数据优选地被传输到每个下游驱动塔架控制器804、806和808。

在下一步骤710，可以使用GPS数据和RTK误差校正数据来计算每个驱动塔架的位置。在下一步骤712，每对相邻的塔架803、807可以优选地计算它们自己之间的直的中心线810(如图8B所示)。在下一步骤714，中心驱动塔架805可以优选地计算中心驱动塔架805的当前所计算出的位置与所计算出的中心线810之间的相对距离。

在下一步骤716，用于中间驱动塔架805的控制器优选地控制驱动轮以减小驱动轮的当前位置与所计算出的中心线810之间的距离。例如，如图8C所示，优选地控制中间塔架805以增加其速度，以便在灌溉机器在给定方向812上行进时减少中间塔架805自身与中心线810之间的距离。

优选地，可以同时监视和对准多组塔架。例如，系统可以优选地同时分析和对准多个三塔架组。此外，“三塔架对准”可优选地沿着机器在每个塔架上进行，从最靠近端部塔架的塔架开始，然后向内进行。对准还可以在所有塔架之间同时进行。另外，在基部801处的控制器优选地连续向所有下游塔架发出实时动态(RTK)信号，以允许每个塔架控制器校正GPS误差。

根据另一优选实施例，所有塔架可以连续地被对准，直到所有“德尔塔(delta)”长度在用于对准的特定阈值内。在对准过程中，端部塔架可以优选地是移动的以最小化跨接件上的应力。根据本发明的其他方面，应理解的是，如上所讨论的三塔架组的使用仅作为优选示例提供。或者，任何其他数量的塔架也可以作为组使用。

根据替代实施例，本发明可以在每个塔架上使用模拟传感器。例如，LORAN设备可以位于每个塔架上，然后该系统可以例如结合来自LORAN设备的三角测量数据使用三塔架对准算法。此外，在GPS传感器发生故障或变得不可用的情况下，LORAN也可以作为GPS传感器的备用来使用。

根据另一个优选实施例，本发明的GPS传感器可以优选地放置在离地面尽可能低的位置。此外，当GPS传感器需要被放置在塔架上的较高位置时，任何由地形引起的跟踪误差都可以优选地通过使用在塔架处的GPS传感器的高度计和/或陀螺仪传感器数据(如图2所示的模块151中)进行校正或补偿。在这种情况下，可以基于由共同安装的高度计和/或陀螺仪传感器所测得的塔架中的倾斜量(由于地形坡度)来调整由传感器所报告的GPS坐标。或者，如果GPS传感器安装在离塔架上的管道较近的位置，则无需对地形引起的倾斜进行补偿。

尽管以上关于本发明的描述包含许多特异性，但是这些描述不应解释为对范围的限制，而应作为示例。许多其他变体是可能的。例如，通过本发明的本发明的处理元件可以在许多不同的频率、电压、安培和总线配置上运行。此外，本发明提供的通信实际上可以设计为双工或单工。此外，本发明的系统可以与包括线性和中心枢轴系统两者的驱动塔架的任何布置一起使用。此外，根据需要，可以将向本发明发送数据和从本发明发送数据的过程设计成实际上是推挽式(push or pull)的。更进一步，本发明的每个特征可以被制成从远处的监视站远程激活和访问。因此，可根据需要优选地将数据上传到本发明以及从本发明下载数据。

因此，本发明的范围不应由所示出的实施例确定，而应由所附权利要求书及其合法等效物来确定。

Claims (20)

1.一种用于对灌溉系统的对准进行保持的方法，所述灌溉系统具有由第一中间驱动塔架、第二中间驱动塔架和最后常规驱动单元(LRDU)塔架支承的多个连接的跨接件，每个塔架具有用于使所述连接的跨接件围绕中心枢轴移动的至少一个驱动轮，其中，所述方法包括：

接收第一组GPS位置数据和第二组RTK误差数据；

将所述第一组GPS位置数据与已知地理位置进行比较；

计算基站模块(BSM)内的RTK误差校正数据；

将RTK误差校正数据发送至所述第一中间驱动塔架、所述第二中间驱动塔架和所述最后常规驱动单元塔架；

使用GPS数据和RTK误差校正数据来计算所述最后常规驱动单元塔架的位置；

计算所述中心枢轴与所述最后常规驱动单元塔架之间的直的中心线；

计算所述第一中间驱动塔架、所述第二中间驱动塔架与所计算出的中心线之间的相对距离；以及

控制所述第一中间驱动塔架的速度和所述第二中间驱动塔架的速度，以减小所述第一中间驱动塔架的当前位置和所述第二中间驱动塔架的当前位置与所计算出的中心线之间的距离。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述相对距离是使用线性回归算法来计算的。

3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述基站模块连接至第一电力线载波电路，所述第一电力线载波电路控制电力并将电力引导至所述第一中间驱动塔架、所述第二中间驱动塔架和所述最后常规驱动单元塔架。

4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述基站模块经由电力线总线通过所述第一电力线载波电路来引导电力和对信号进行控制。

5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述基站模块通过所述电力线载波电路来传输RTK误差校正数据。

6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述第一中间驱动塔架使用RTK误差校正数据来修改所述GPS位置数据。

7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述方法还包括以下步骤：使用第二电力线载波电路在所述基站模块与所述第一中间驱动塔架、所述第二中间驱动塔架和所述最后常规驱动单元(LRDU)塔架之间传输PLC通信。

8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述第一组GPS位置数据和所述第二组RTK误差数据是从卫星接收器接收的。

9.根据权利要求7所述的方法，其中，所述第一组GPS位置数据和所述第二组RTK误差数据是从存储器输入的。

10.根据权利要求7所述的方法，其中，所述方法还包括以下步骤：使用GPS数据和RTK误差校正数据来计算所述第一中间驱动塔架的第一校正位置。

11.根据权利要求10所述的方法，其中，所述方法还包括以下步骤：计算所述第一校正位置与所计算出的中心线之间的距离。

12.根据权利要求11所述的方法，其中，所述方法还包括以下步骤：控制所述第一中间驱动塔架的第一驱动轮，以减小所述第一校正位置与所计算出的中心线之间的距离。

13.根据权利要求12所述的方法，其中，所述方法还包括以下步骤：使用GPS数据和RTK误差校正数据来计算所述第二中间驱动塔架的第二校正位置。

14.根据权利要求13所述的方法，其中，所述方法还包括以下步骤：计算所述第二校正位置与所计算出的中心线之间的距离。

15.根据权利要求14所述的方法，其中，所述方法还包括以下步骤：控制所述第二中间驱动塔架的第二驱动轮，以减小所述第二校正位置与所计算出的中心线之间的距离。

16.根据权利要求15所述的方法，其中，通过改变启停电动机的占空比来调节所述第一校正位置与所计算出的中心之间的距离。

17.根据权利要求15所述的方法，其中，通过改变恒定运动电动机的RPM来调节所述第二校正位置与所计算出的中心之间的距离。

18.根据权利要求15所述的方法，其中，通过改变所编程的驱动电动机的平均速度来调节所述第一校正位置与所计算出的中心之间的距离。

19.根据权利要求15所述的方法，其中，当所述第一驱动塔架在与所计算出的中心线相距设定的距离之外时，调节所述第一驱动塔架的速度。

20.根据权利要求19所述的方法，其中，按照从所述基站模块的最外侧塔架到最内侧塔架的顺序来调整每个驱动塔架和所计算出的中心线之间的距离。

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