一种基于 GPS 和激光技术的高程控制方法及系统 技术领域 本发明针对农业机械装备自动化控制技术领域， 涉及一种高程控制方法及系统， 尤其涉及一种采用 GPS(Global Position System， 全球定位系统 ) 技术结合激光技术实现 对开沟铺管机田间作业的开沟深度和坡度进行实时控制的方法及系统。
背景技术 上世纪九十年代以前， 开沟铺管机的高程 ( 开沟深度和坡降 ) 一直是通过人工测 量并借助机械装置操控， 不仅劳动强度大、 工作效率低， 而且难以避免发生一些人为误差， 影响施工质量。 九十年代以后至今， 随着农业机械自动化的发展与进步， 开沟铺管机的高程 控制普遍采用激光制导仪控制完成。基本控制过程如下 ： 激光接收器接收来自激光发射器 发出的激光信号， 通过信号的接收、 处理和转换， 最后传送给控制器， 控制器可根据来自激 光接收器的信号， 判断激光接收器相对基准参考平面的偏差位置， 在控制器面板上实时显 示相对高低， 并发送相应的控制信号给液压控制系统， 使之反馈控制开沟铺管机开沟臂升 降， 直至激光接收器中心位于激光参考平面内时， 便控制开沟铺管机开沟臂保持稳定。
激光技术是一种被动式测量高程技术， 激光本身并没有时间基准和位置基准。激 光控制高程精度目前可以达到 2 厘米， 众所周知， 这种方式的激光制导虽然精确， 但其作用 距离是有限的， 尤其是需要通视条件， 在有地形阻挡时不可能实施， 而在云雾以及烟尘阻挡 时有效性也大大降低。目前采用激光控制高程时， 需要在作业前人工拿着测量杆对整块地 采样， 并且当地面起伏较大时， 激光接收器可能接收不到信号。而 GPS 制导基本上没有距离 限制， 也不受天气和地形限制， 但是精确性却不如激光制导。GPS 定位系统可以实时测定流 动点的位置并提供测量时间， 为系统提供 WGS84 大地测量基准和时间基准。低精度的 GPS 接收模块水平测量精度能满足要求， 但测量高程坐标时误差较大 ； 高精度的 GPS 接收模块 成本又非常高， 因此大多数都选用价格合理、 精度较高的、 支持 RTK(Real Time Kinematic， 实时动态测量 ) 技术的双频 GPS-OEM 板 (RTK GPS-OEM 板 ) 来完成测点信息的采集。采用 GPS 技术结合激光技术， 使其二者优势互补， 在开沟铺管机高程自动测控系统中有着较好的 应用前景。
发明内容 为解决上述问题， 本发明公开一种基于 GPS 和激光技术的高程控制方法， 用于开 沟铺管作业的开沟铺管机， 其特征在于， 包括 ：
步骤 100， 设置 GPS 基站并确定激光发射器的位置坐标和固定在开沟臂上的激光 接收器的三维坐标 ；
步骤 200， 判断 GPS 信号和激光信号是否有效， 并进行相应的数据存储和定位信息 的处理 ；
步骤 300， 在空间坐标系中计算出开沟臂底端的三维坐标， 驱动开沟臂移动 ；
步骤 400， 将当前开沟臂高程信号与事先设定的开沟臂高程信号进行比对， 确定高
程控制信息， 实现对深度调节液压缸的控制。
所述的高程控制方法， 其特征在于， 所述步骤 100 包括 ：
步骤 101， 由 GPS 基站确定激光发射器的位置坐标为 X0、 Y0、 Z0， 此时 GPS 天线的坐 标为 X1、 Y1、 Z1， 则可以根据激光发射器发射的斜面坡度计算出激光接收器的位置坐标 X2、 Y2、 Z2。
所述的高程控制方法， 其特征在于， 所述步骤 200 包括 ：
步骤 201， 由同步触发模块不断的向 GPS 接收模块和激光接收器发送同步脉冲， 当 判断二者数据传输同步时， 数据处理与控制中心予以接收 ；
步骤 202， 由于 GPS 接收模块接收的是在 WGS84 坐标系下的坐标， 因此需要将接收 到的三维坐标值进行坐标转换， 转换成当地空间直角坐标系中的坐标值 ；
步骤 203， 当地面起伏较大或其它异常情形时， 激光接收器接收不到信号， 此时以 GPS 接收模块接收到的高程信息作为控制依据， 判断开沟臂执行的方向， 驱动开沟臂移动 ；
步骤 204， 当激光接收器能接收到激光发射器的信号时， 再由 GPS 接收模块接收到 的高程信号和激光接收器接收到的相对高程信号的融合作为微调控制信号。
所述的高程控制方法， 其特征在于， 所述步骤 300 包括 ： 步骤 301， 倾角传感器输出的信号经处理后得到的开沟臂顶端与空间的夹角为 θ、 γ、 ψ， 开沟臂的长度为 L1， 则可以计算得到开沟臂底端相对于基点深度位置 H0。
所述的高程控制方法， 其特征在于， 所述步骤 301 包括 ：
步骤 302， 当激光接收器丢失信号时， 则根据倾角传感器测得的角度和 GPS 接收模 块接收到的坐标信息， 计算出此刻开沟臂底端的三维坐标 X、 Y、 Z， 将所得开沟臂 Z 值与 H0 进行比较， 判断开沟臂执行的方向， 驱动开沟臂移动 ；
步骤 303， 当激光接收器恢复接收到信号后， 则可以根据 GPS 接收模块和激光接收 器二者的权重进行数据融合。
所述的高程控制方法， 其特征在于， 所述步骤 303 后， 还包括 ：
步骤 304， 通过所得当前开沟臂 Z 值与 H0 进行比较实现控制 ；
步骤 305， 开沟深度许可波动 ξ 厘米， 在 [H0-ξ， H0+ξ] 区间内可以近似认为所 述 Z 值与 H0 相一致， 此时不需要驱动深度调节液压缸， 如果超过该区间， 则认为开沟臂过高 或者过低， 对开沟臂进行控制， 使所述 Z 值与 H0 达到一致。
本发明公开一种基于 GPS 和激光技术的高程控制系统， 用于开沟铺管作业的开沟 铺管机， 其特征在于， 包括 ：
GPS 定位系统， 包括， GPS 基站、 GPS 接收模块、 GPS 天线 ；
激光系统， 包括， 激光发射器、 激光接收器 ；
数据处理与控制中心， 用于采集 GPS 坐标信号、 激光信号和开沟臂角度信号， 并将 处理后的当前开沟臂的高程与设定高程进行分析比较， 判断是否驱动开沟臂 ；
倾角传感器， 采用一种三轴加速度传感器， 用于反映开沟臂的姿态 ；
液压执行系统， 用于实施数据处理与控制中心的高程控制指令， 控制电磁阀、 深度 调节液压缸和开沟臂的动作。
所述的高程控制系统， 其特征在于， 数据处理与控制中心还包括 ：
处理单元， 用于将 GPS 定位系统与激光系统的数据信息进行高程定位信息的处
理； 同步触发模块， 用于将所述激光系统中的信号与所述 GPS 定位系统中 GPS 定位信 号进行同步处理 ；
A/D 转换器与数据传输单元， 用于将激光系统和 GPS 定位系统的信息进行 A/D 转换 以及进行 I/O 接口数据传输处理 ；
控制驱动模块， 用于将控制驱动的信号发送至液压执行系统进行操作。
所述的高程控制系统， 其特征在于， 所述液压执行系统还包括 ：
电磁阀， 用于根据数据处理与控制中心的控制信号开通或关断深度调节液压缸的 相应液压回路 ；
深度调节液压缸， 用于驱动开沟臂做出升降运动以实现开沟深度的调节。
所述的高程控制系统， 其特征在于， 所述倾角传感器还包括 ：
放大器， 用于所述倾角传感器通过所述放大器连接到所述 A/D 转换与数据传输单 元。
所述的高程控制系统， 其特征在于， 还包括 ： 显示模块用于通过 LCD 液晶显示器及 其驱动电路显示高程控制数据。
本发明还公开一种开沟铺管机， 其特征在于， 包括上述所述的系统。
实施本发明的基于 GPS 和激光技术的高程控制系统， 具有以下效果 ： 将 GPS 定位技 术与激光高程测量技术巧妙结合， 在正常工作状态时， 利用激光接收器接收到的相对高程 信息和 GPS 接收到的信息， 精确地测量出激光接收器的三维坐标信息， 再结合倾角传感器 的角度信号计算出当前开沟臂的高程， 实现高程精准控制， 此时， GPS 主要体现于导航功能 ； 在地面起伏较大、 或超距离作业、 或云雾烟尘阻挡等异常情况下， 若激光接收器接收不到信 号时， 控制系统立即切换利用 GPS 采集到的高程信息作为开沟深度控制信号， 使开沟臂按 照指定的方向上升或者下降。其不仅实现了 GPS 和激光高程信息的融合， 可以快速地对开 沟臂高程实行动态控制， 改善开沟铺管机的工作质量， 而且在激光接收器信号丢失的情况 下可以利用 GPS 进行控制， 以保证开沟铺管机的工作可靠性。
上述基于 GPS 和激光技术的高程控制系统， 其有益效果在于， 在进行铺管作业前， 不必利用人工拿着激光接收器进行手工测量农田的相对高程差， 可以直接驾驶开沟铺管 机， 利用车体上的 GPS 进行相对高程差的测量。
上述基于 GPS 和激光技术的高程控制系统， 其有益效果在于， 当开沟铺管机在农 田进行开沟铺管作业时， 固定安装在开沟臂上的激光接收器接收到 GPS 的坐标和激光的高 程坐标后， 可以在坐标系中根据倾角传感器的角度计算出当前开沟臂顶端和底端的三维坐 标， 这样可以既能实现实时监控开沟臂的摆放状态， 又能控制开沟臂始终处于垂直面 ( 相 对于水平面 )， 以保证开沟深度的稳定性， 提高开沟铺管机的作业质量。
附图说明
图 1 为本发明基于 GPS 和激光技术的高程控制系统组成示意图 ； 图 2 为本发明倾角传感器三维倾角示意图 ； 图 3 为本发明基于 GPS 和激光技术的高程控制系统原理框图 ； 图 4 为本发明基于 GPS 和激光技术的高程控制系统具体实施方式的工作流程图 ；图 5 为本发明基于 GPS 和激光技术的高程控制方法流程图。具体实施方式
下面给出本发明的具体实施方式， 结合附图对本发明做出进一步的描述。
如附图 1 所示， 在本发明的一实施例中， 基于 GPS 和激光技术的高程控制系统主要 包括 GPS 基站 1、 激光发射器 2、 GPS 接收模块 3、 激光接收器 4、 GPS 天线 5、 数据处理与控制 中心 6、 测量杆 7、 开沟臂 8、 深度调节液压缸 9、 倾角传感器 10、 管箱 11 等。其中， 所述 GPS 接收模块 3、 激光接收器 4、 倾角传感器 10 分别与所述数据处理与控制中心 6 连接。所述 GPS 天线 5 安装在测量杆 7 的顶端， 所述激光接收器 4 固定在测量杆 7 上部 ( 与 GPS 天线 5 保持设定距离 )， 所述激光发射器 2 固定在三脚架上。
所述 GPS 接收模块 3 采用 RTK GPS-OEM 板， 具有接收 GPS 信号、 处理信号、 输出观测 信号和定位结果等功能， 用标准的 NMEA-0183 协议格式输出定位信息， 支持串行通信。GPS 天线 5 采用高精度测量型天线。GPS 基站 1 与激光发射器 2 之间的距离为 a， 激光接收器 4 与 GPS 天线 5 的距离为 b， 激光接收器 4 与开沟臂 8 顶端回转中心距离为 c， 其中 a、 b、 c( 为 常数 ) 的距离数值可视施工情形现场确定。 所述激光发射器 2 采用常用大作用范围的单坡激光发射器。
所述激光接收器 4 采用一种基于集成 IC 的激光接收器， 其接收器共采用数十片硅 光电池加滤光片， 分成多层多列， 以保证有较大的垂直工作范围和 360°全方位工作面。
所述测量杆 7 采用具有较好刚性、 且高度能与开沟深度相匹配的固定杆。
所述倾角传感器 10 采用一种三轴加速度传感器， 用来反映开沟臂 8 的姿态。
在实施中， 为了得到同步数据， 在数据处理与控制中心 6 设置有一个同步触发模 块， 对 GPS 接收模块和激光接收器实施同步触发。该模块由时延电路产生的延时信号， 经过 反相器三极管及放大电路进行功率放大产生触发可控硅的脉冲， 最后由动作触发脉冲电路 产生同步多路脉冲。
在数据处理与控制中心 6 设置的显示模块主要是 LCD 液晶显示器， 可以显示当前 时钟信息、 位置信息、 速度信息、 等等。并通过红， 绿， 黄三种颜色的发光二极管分别表示开 沟臂 8 的状态 ： 过高， 适中， 过低。
整个系统所需电能由 DC/DC 开关电源提供， 电源输入由开沟铺管机自带的蓄电池 提供。电源具有多电压输出接口， 具备稳定可靠的供电能力， RTK GPS-OEM 板和激光系统都 提供宽压电源接口。GPS 是 6 ～ 18V， 激光系统是 11 ～ 15V， 所以电源采用 12V 电压， 提供多 路输出稳压接口。
开沟铺管机在进行开沟铺管作业时， 对开沟臂 8 的高程控制大致分为以下四个步 骤： 一， 设置 GPS 基站 1 并确定激光发射器 2 的位置坐标 ； 二， 确定固定在开沟臂 8 上的激光 接收器 4 的三维坐标 ； 三， 在空间坐标系中计算出开沟臂 8 底端的三维坐标 ； 四， 将当前高 程与事先设定高程比对， 实现对深度调节液压缸 9 的控制。
在高程控制过程中， 首先是由同步触发模块不断的向 GPS 接收模块 3 和激光接收 器 4 发送同步脉冲， 当判断二者数据传输同步时， 数据处理与控制中心 6 才予以接收。由于 GPS 接收模块 3 接收的是在 WGS84 坐标系下的坐标， 因此需要将接收到的三维坐标值进行坐 标转换， 转换成当地空间直角坐标系中的坐标值， 以便于后续处理。 当地面起伏较大或其它
异常情形时， 激光接收器 4 接收不到信号， 此时便以 GPS 接收模块 3 接收到的高程信息作为 控制依据， 判断开沟臂 8 执行的方向， 驱动开沟臂 8 移动。当激光接收器 4 能接收到激光发 射器 2 的信号时， 再由 GPS 接收模块 3 接收到的高程信号和激光接收器 4 接收到的相对高 程信号的融合作为微调控制信号。
假设由 GPS 基站 1 确定激光发射器 2 的位置坐标为 (X0， Y0， Z0)， 此时 GPS 天线 5 的坐标为 (X1， Y1， Z1)， 则可以根据激光发射器 2 发射的斜面坡度计算出激光接收器应当在 位置 (X2， Y2， Z2) 上。又假设倾角传感器 10 输出的信号经处理后得到的开沟臂 8 顶端与空 间的夹角为 (θ， γ， ψ)， θ 为俯仰角， γ 为横滚角， ψ 为航向角或方位角， 详见附图 2。开 沟臂 8 的长度为 L1， 则可以计算得到开沟臂 8 底端相对于基点 ( 激光发射器 2 的位置点 ) 深度位置 H0。当激光接收器 4 丢失信号时， 则根据倾角传感器 10 测得的角度和 GPS 接收模 块 3 接收到的坐标信息， 计算出此刻开沟臂 8 底端的三维坐标 (X， Y， Z)， 将所得 Z 值与 H0 进行比较， 判断开沟臂 8 执行的方向， 驱动开沟臂 8 移动。当激光接收器 4 恢复接收到信号 后， 则可以根据 GPS 和激光二者的权重进行数据融合， 当开沟铺管机离激光发射器距离较 近 ( 如 400 米以内 ) 时， 则主要以激光信号为主， GPS 信号为辅， 当距离较远时 ( 如 400 米 以外 )， 则主要以 GPS 信号为主， 这样可以扩大开沟铺管机的作业范围。 控制过程如上所述， 通过所得当前开沟臂 Z 值与 H0 进行比较来实现控制。在实际 应用中， 开沟深度许可波动 ξ 厘米 (ξ 为允许误差， 有具体数值， 根据施工要求和设备精度 而定 )， 在 [H0-ξ， H0+ξ] 区间内可以近似认为 Z 与 H0 相一致， 此时不需要驱动深度调节 液压缸 9。 如果超过这个区间， 则认为开沟臂 8 过高或者过低， 需要对其进行控制， 设计中有 两路控制信号， 分别是上升和下降两路信号， 通过驱动深度调节液压缸 9 伸缩， 最终达到准 确控制开沟臂 8 的目的。
如图 3 本发明提供一种基于 GPS 和激光技术的高程控制系统， 它包括 GPS 定位系 统 20， 该系统包括 GPS 基站 1、 GPS 接收模块 3、 GPS 天线 5 ；
激光系统 30 包括， 激光发射器 2、 激光接收器 4。
数据处理与控制中心 6， 包括， 处理单元 41、 A/D 转换器与数据传输单元 42、 同步触 发模块 43、 和控制驱动模块 44。
显示模块 50 用于显示开沟铺管机的开沟臂 8 的开沟深度是否符合设定的要求， 其 中显示模块 50 根据数据处理与控制中心 6 的信息显示 “过高” 、 “适中” 、 “过低” 。
倾角传感器 10， 用来反映开沟臂 8 的姿态。
液压执行系统， 用于实施数据处理与控制中心的高程控制指令， 控制电磁阀、 深度 调节液压缸和开沟臂的动作。
电磁阀 60， 用于根据数据处理与控制中心 6 的信息控制深度调节液压缸 9， 从而驱 动开沟臂 8 运动。
其中， 所述 GPS 接收模块 3、 激光接收器 4、 倾角传感器 10 分别连接至所述数据处 理与控制中心 6。
所述数据处理与控制中心 6 用于采集 GPS 坐标信号、 激光高程信号和开沟臂 8 角 度信号， 并将处理后的当前开沟臂 8 的高程与设定高程进行分析比较， 判断是否驱动液压 执行系统 ( 含电磁阀、 深度调节液压缸和开沟臂 )。主要包括计算机中央处理单元 41、 A/D 转换与数据传输单元 42、 控制驱动模块 44、 同步触发模块 43、 显示模块 50 和供电电源等。
所述 GPS 基站 1 用于定点测量基站自身及激光发射器 2 所处的位置坐标， 并向数 据处理与控制中心 6 提供参考点。
所述激光发射器 2 作为光源用于向激光接收器 4 提供参考激光平面。
所述 GPS 接收模块 3 用于测量安装在开沟臂 8 上激光接收器 4 的位置坐标并提供 测量时间， 在激光接收器 4 出现异常接收不到信号时可以利用所述的 GPS 接收模块 3 的高 程信息迅速介入控制， 为系统提供 WGS84 大地测量基准和时间基准， 同时将坐标信息发送 至数据处理与控制中心 6。
所述激光接收器 4 用于测量自身相对激光平面 ( 由激光发射器 2 提供 ) 所在的高 低位置， 并将高程信号发送至所述数据处理与控制中心 6。
所述同步触发模块 43 用于 GPS 和激光系统二者集成时， 使数据保持同步。
所述倾角传感器 10 用于测量当前开沟臂 8 的姿态信息， 并将信号发送至所述数据 处理与控制中心 6。
所述显示模块 50 用于显示高程信息， 并通过发光二极管显示过高、 适中、 过低三 种情形状态， 便于直观了解开沟臂 8 作业状态。
本发明所述的基于 GPS 和激光技术的高程控制系统中， 所述 GPS 定位系统 20 包括 GPS 接收模块 3(RTK GPS-OEM 板 ) 和 GPS 天线 5， 其中， 所述 GPS 接收模块 3 与所述同步触 发模块连接。 本发明所述的基于 GPS 和激光技术的高程控制系统中， 所述激光系统包括激光发 射器 2 和激光接收器 4， 其中， 激光接收器 4 连接至所述同步触发模块。
本发明所述的基于 GPS 和激光技术的高程控制系统中， 所述同步触发模块包括外 部触发电路， 用脉冲信号实现同步触发。
本发明所述的基于 GPS 和激光技术的高程控制系统中， 所述开沟臂 8 倾角传感器 10 包括倾角传感器和放大器， 其中， 所述倾角传感器通过所述放大器连接到所述 A/D 转换 与数据传输单元。
本发明所述的基于 GPS 和激光技术的高程控制系统中， 所述显示模块 50 包括 LCD 液晶显示器及其驱动电路。
实施本发明的基于 GPS 和激光技术的高程控制系统， 具有以下效果 ： 将 GPS 定位技 术与激光高程测量技术巧妙结合， 在正常工作状态时， 利用激光接收器接收到的相对高程 信息和 GPS 接收到的信息， 精确地测量出激光接收器的三维坐标信息， 再结合倾角传感器 的角度信号计算出当前开沟臂 8 的高程， 实现高程精准控制， 此时， GPS 主要体现于导航功 能； 在地面起伏较大、 或超距离作业、 或云雾烟尘阻挡等异常情况下， 若激光接收器接收不 到信号时， 控制系统立即切换利用 GPS 采集到的高程信息作为开沟深度控制信号， 使开沟 臂 8 按照指定的方向上升或者下降。其不仅实现了 GPS 和激光高程信息的融合， 可以快速 地对开沟臂 8 高程实行动态控制， 改善开沟铺管机的工作质量， 而且在激光接收器信号丢 失的情况下可以利用 GPS 进行控制， 以保证开沟铺管机的工作可靠性。
上述基于 GPS 和激光技术的高程控制系统， 其有益效果在于， 在进行铺管作业前， 不必利用人工拿着激光接收器进行手工测量农田的相对高程差， 可以直接驾驶开沟铺管 机， 利用车体上的 GPS 进行相对高程差的测量。
上述基于 GPS 和激光技术的高程控制系统， 其有益效果在于， 当开沟铺管机在农
田进行开沟铺管作业时， 固定安装在开沟臂 8 上的激光接收器接收到 GPS 的坐标和激光的 高程坐标后， 可以在坐标系中根据倾角传感器的角度计算出当前开沟臂 8 顶端和底端的三 维坐标， 这样可以既能实现实时监控开沟臂 8 的摆放状态， 又能控制开沟臂 8 始终处于垂直 面 ( 相对于水平面 )， 以保证开沟深度的稳定性， 提高开沟铺管机的作业质量。
如图 4 所示为基于 GPS 和激光技术的高程控制的步骤 ：
S301， 进行系统的初始化 ；
S302， 判断 GPS 数据是否有效， 如果判断 GPS 数据有效， 则执行步骤 S303 ；
S303， 判断激光数据是否有效， 如果激光数据有效， 则执行步骤 S304， 否则执行步 骤 S305 ；
S304， 检测是否有同步信号， 如果有同步信号执行步骤 S306， 否则执行步骤 S303 ；
S305， 接收 GPS 信息， 然后执行步骤 S306 ；
S306， 存储数据并处理定位信息， 执行步骤 S307 ；
S307， 解算出开沟臂当前高程， 执行步骤 S308 ；
S308， 是否与设定的高程相同， 如果相同执行步骤 S309， 否则执行步骤 S310 ；
S309， 不接通电磁阀 ；
S310， 接通电磁阀 ； 然后执行步骤 S311 ；
S311， 驱动深度调节液压缸， 然后执行步骤 S312 ；
S312， 控制开沟臂至设定高程。
如附图 5 所示本发明公开一种基于 GPS 和激光技术的高程控制方法， 其特征在于， 包括 ：
步骤 100， 设置 GPS 基站并确定激光发射器的位置坐标和固定在开沟臂上的激光 接收器的三维坐标 ；
步骤 200， 判断 GPS 信号和激光信号是否有效， 并进行相应的数据存储和定位信息 的处理 ；
步骤 300， 在空间坐标系中计算出开沟臂底端的三维坐标， 驱动开沟臂移动 ；
步骤 400， 将当前开沟臂高程信号与事先设定的开沟臂高程信号进行比对， 确定高 程控制信息， 实现对深度调节液压缸的控制。
所述的高程控制方法， 其特征在于， 所述步骤 100 包括 ：
步骤 101， 由 GPS 基站确定激光发射器的位置坐标为 X0、 Y0、 Z0， 此时 GPS 天线的坐 标为 X1、 Y1、 Z1， 则可以根据激光发射器发射的斜面坡度计算出激光接收器的位置坐标 X2、 Y2、 Z2。
所述的高程控制方法， 其特征在于， 所述步骤 200 包括 ：
步骤 201， 由同步触发模块不断的向 GPS 接收模块和激光接收器发送同步脉冲， 当 判断二者数据传输同步时， 数据处理与控制中心予以接收 ；
步骤 202， 由于 GPS 接收模块接收的是在 WGS84 坐标系下的坐标， 因此需要将接收 到的三维坐标值进行坐标转换， 转换成当地空间直角坐标系中的坐标值 ；
步骤 203， 当地面起伏较大或其它异常情形时， 激光接收器接收不到信号， 此时以 GPS 接收模块接收到的高程信息作为控制依据， 判断开沟臂执行的方向， 驱动开沟臂移动 ；
步骤 204， 当激光接收器能接收到激光发射器的信号时， 再由 GPS 接收模块接收到的高程信号和激光接收器接收到的相对高程信号的融合作为微调控制信号。
所述的高程控制方法， 其特征在于， 所述步骤 300 包括 ：
步骤 301， 倾角传感器输出的信号经处理后得到的开沟臂顶端与空间的夹角为 θ、 γ、 ψ， 开沟臂的长度为 L1， 则可以计算得到开沟臂底端相对于基点深度位置 H0。
所述的高程控制方法， 其特征在于， 所述步骤 301 包括 ：
步骤 302， 当激光接收器丢失信号时， 则根据倾角传感器测得的角度和 GPS 接收模 块接收到的坐标信息， 计算出此刻开沟臂底端的三维坐标 X、 Y、 Z， 将所得开沟臂 Z 值与 H0 进行比较， 判断开沟臂执行的方向， 驱动开沟臂移动 ；
步骤 303， 当激光接收器恢复接收到信号后， 则可以根据 GPS 接收模块和激光接收 器二者的权重进行数据融合。
所述的高程控制方法， 其特征在于， 所述步骤 303 后， 还包括 ：
步骤 304， 通过所得当前开沟臂 Z 值与 H0 进行比较实现控制 ；
步骤 305， 开沟深度许可波动 ξ 厘米， 在 [H0-ξ， H0+ξ] 区间内可以近似认为所 述 Z 值与 H0 相一致， 此时不需要驱动深度调节液压缸， 如果超过该区间， 则认为开沟臂过高 或者过低， 对开沟臂进行控制， 使所述 Z 值与 H0 达到一致。 本领域的技术人员在不脱离权利要求书确定的本发明的精神和范围的条件下， 还 可以对以上内容进行各种各样的修改。因此本发明的范围并不仅限于以上的说明， 而是由 权利要求书的范围来确定的。