本发明公开了基于卫星定位的整平与整坡作业地势轨迹显示系统及方法，包括卫星定位获取模块、作业机具测量模块、轨迹处理模块和数据查询模块；卫星定位获取模块用于获取实时的卫星定位天线的坐标信息以及卫星定位的高程信息，高程信息为卫星定位天线在不同地势高度下的实时海拔高度和基准海拔高度；作业机具测量模块用于获取作业机具在运动过程中所测量到的数据信息；轨迹处理模块用于将卫星定位获取模块和作业机具测量模块所获取的数据信息结合处理并绘制出相应的轨迹信息；数据查询模块用于接收所述轨迹处理模块的数据信息，并将该数据信息供给用户随时查询。
1.基于卫星定位的整平与整坡作业地势轨迹显示系统，其特征在于，包括卫星定位获取模块、作业机具测量模块、轨迹处理模块和数据查询模块；所述卫星定位获取模块用于获取实时的卫星定位天线的坐标信息以及卫星定位的高程信息，所述高程信息为卫星定位天线在不同地势高度下的实时海拔高度和基准海拔高度；所述作业机具测量模块用于获取作业机具在运动过程中所测量到的数据信息；所述轨迹处理模块用于将卫星定位获取模块和作业机具测量模块所获取的数据信息结合处理并绘制出相应的轨迹信息；所述数据查询模块用于接收所述轨迹处理模块的数据信息，并将该数据信息供给用户随时查询；
所述作业机具测量模块包括作业机具部件位置单元，所述作业机具部件位置单元用于标定作业机具中主要部件的位置信息，所述主要部件包括作业机具的轮胎、作业机具的铲刀、作业机具的油缸和作业机具上的天线；
所述作业机具部件位置单元标定所述作业机具的轮胎与所述作业机具的铲刀空间直线距离不变，所述作业机具部件位置单元标定所述作业机具的铲刀与所述作业机具上的天线空间直线距离不变，所述作业机具部件位置单元标定所述作业机具的油缸升降改变所述作业机具上的天线与所述作业机具的轮胎的空间直线距离；
所述作业机具测量模块包括姿态传感器单元，所述姿态传感器单元基于所述作业机具部件位置单元的数据信息，用于获取作业机具在实时作业过程中因地势高低的变化产生的角度大小的变化；
所述姿态传感器单元检测作业机具作业的同时，所述卫星定位获取模块实时获取作业机具上的天线的实时海拔高度；所述作业机具测量模块将所述姿态传感器单元和卫星定位获取模块的数据进行姿态校准，所述姿态校准包括水平地面高度情况下，所述作业机具的油缸在所述作业机具上的天线与作业机具轮胎的空间直线距离阈值内，所述姿态传感器单元和卫星定位获取模块获取到的阈值数据；所述姿态传感器处理所述阈值数据得到作业机具任意作业位置时，作业机具铲刀的上升高度；
所述作业机具测量模块包括实时地势评估单元，所述实时地势评估单元用于计算作业机具在不同高低地势上，作业机具的真实地势与基准海拔高度的差值，所述基准海拔高度为在水平地面时，所述卫星定位获取模块获取的作业机具上天线的海拔高度。
2.根据权利要求1所述的基于卫星定位的整平与整坡作业地势轨迹显示系统，其特征在于：所述轨迹处理模块将所述卫星定位获取模块中实时的卫星定位天线的坐标信息进行依次连线处理，得到作业机具实时工作的轨迹图；所述轨迹处理模块基于所述实时地势评估单元的数据信息，设置颜色参考区间进行一一对应得到不同差值对应的区块色度；所述轨迹处理模块将区块色度信息与轨迹图进行映射，得到具有色度区分的轨迹图；所述轨迹处理模块将所述带有色度区分的轨迹图传输给所述数据查询模块；
所述数据查询模块接收所述轨迹处理模块的数据信息并且实时更新数据，所述数据查询模块提供作业机具作业地块的实时高低地势分布情况给用户。
3.基于卫星定位的整平与整坡作业地势轨迹显示方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤S100：实时获取作业机具上的天线的坐标信息和高程信息，所述坐标信息为卫星定位天线的点坐标Ai，i＝{1，2，3......r}，Ai表示第i时刻的卫星定位天线的点坐标；所述高程信息为卫星定位天线在不同地势高度下的实时海拔高度和基准海拔高度；
步骤S200：对作业机具上的姿态传感器进行姿态校准，并求出作业机具上主要部件位置之间的距离以及铲刀距离地面的高度；所述主要部件包括作业机具的轮胎、作业机具的铲刀、作业机具的油缸和作业机具上的天线；
步骤S300：基于步骤S200的数据，求出实时状态下作业机具的地势高度与实际基准海拔高度的差值；
步骤S400：基于步骤S300的差值，设置颜色参考区间进行一一对应，将不同差值对应的颜色进行匹配得到色度区间，再将所述色度区间与步骤S100中的点坐标对应绘制完整的带有色度区间的轨迹图，用户根据所述轨迹图上的颜色判断地势的高低。
4.根据权利要求3所述的基于卫星定位的整平与整坡作业地势轨迹显示方法，其特征在于：所述步骤S200的具体过程为：
步骤S210：姿态传感器在作业机具处于水平地面时进行姿态校准，记录此时作业机具上的天线的高度h1与姿态传感器的角度α1；
步骤S220：在水平地面上将作业机具的铲刀升至阈值上限距离，所述阈值上限距离为作业机具上的天线与作业机具上轮胎的空间直线距离的最大值，记录此时作业机具上的天线高度h2与姿态传感器的角度α2；
步骤S230：基于步骤S210和步骤S220得到作业机具上的天线高度范围为【h1，h2】，且h2＞h1；姿态传感器的角度范围为【α1，α2】，且α2＞α1；则求出作业机具的轮胎与作业机具的铲刀的空间直线距离为l1，l1＝(h2‑h1)/sin(α2‑α1)；
步骤S240：基于步骤S230的数据，设除角度为α1和α2的任意时刻时姿态传感器的角度为αi，i＝{1，2，3......r}，αi表示第i时刻的姿态传感器的角度，设作业机具的铲刀距离地面的高度为Hi，i＝{1，2，3......r}，Hi表示第i时刻的作业机具的铲刀距离地面的高度，则Hi＝l1*sin(αi‑α1)＝(h2‑h1)/sin(α2‑α1)*sin(αi‑α1)。
5.根据权利要求4所述的基于卫星定位的整平与整坡作业地势轨迹显示方法，其特征在于：所述步骤S300的具体过程为：
步骤S310：获取作业机具的铲刀与作业机具上的天线的空间直线距离为l3，且l3在作业机具作业到任何地势情况下数值保持不变；设天线基准海拔高度为H0、定位天线实时海拔高度为Gi；
步骤S320：基于步骤S310的数据，已知作业机具的铲刀距离地面的高度为Hi，可得出天线实际基准海拔高度为H0‑l3，实际作业机具的铲刀海拔高度为Gi‑l3；进一步求得作业机具的地势高度与实际基准海拔高度的差值P0＝(Gi‑l3)+Hi‑(H0‑l3)＝Gi+Hi‑H0。
6.根据权利要求5所述的基于卫星定位的整平与整坡作业地势轨迹显示方法，其特征在于：所述步骤S400中将不同差值对应的颜色进行匹配得到色度区间的具体过程为：步骤S410：设置颜色参考区间有k个色度区间，k＝{1，2，......m}，表示第k个色度区间，第1个色度区间和第m个色度区间分别设置阈值上限值和阈值下限值，所述阈值上限值为作业机具的地势高度与实际基准海拔高度的差值可区分色度区间的上限值，所述阈值下限值为作业机具的地势高度与实时基准海拔高度的差值可区分色度区间的下限值；
步骤S420：除去第1个色度区间和第m个色度区间的中间色度区间设置色差范围，所述色差范围包括顶部值和底部值，且第m‑2个色度区间的底部值与第m‑1个色度区间的顶部值相同，第m‑2个色度区间的顶部值与第m‑3个色度区间的底部值相同；第2个色度区间的顶部值等于上限值，第m‑1个色度区间的底部值等于下限值。
基于卫星定位的整平与整坡作业地势轨迹显示系统及方法
技术领域
[0001] 本发明涉及地势轨迹显示技术领域，具体为基于卫星定位的整平与整坡作业地势轨迹显示系统及方法。
背景技术
[0002] 整平作业设备一般包含激光平地系统与卫星平地系统，传统的系统没有作业轨迹的显示，只有实时高低差提示显示，这导致作业人员无法掌握作业地块地势的高低分布，致使作业时没有明确的整平方向，重漏作业严重，作业效率大大降低，增加作业成本；
[0003] 新一整平高低地势轨迹显示方案由于算法与设备限制的原因，使得作业时高于基准面的轨迹显示为真实较高地势，但低于基准面的位置，由于自动状态下卫星定位天线会保持或趋向基准面，系统无法判断地势的低洼程度，作业轨迹显示已经整平或高于实际低洼地势，其实是天线处于基准位置，但平地铲体可能会高于低洼地面，此时的地势较低，从地图上表现为已经整平，作业时容易让操作人员误判断为已经将作业地块整平，会导致重新返工、作业效率降低的现象发生，增大了整平投入的成本；且在进行农田作业时，不同地区的作业地块大小不一，无法有效的根据地势的高低调整作业机械的行驶方向，使得地势高处的土无法快速运输到地势低洼处，增加了作业的局限性，降低了作业效率。
发明内容
[0004] 本发明的目的在于提供基于卫星定位的整平与整坡作业地势轨迹显示系统及方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
[0005] 为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：基于卫星定位的整平与整坡作业地势轨迹显示系统，包括卫星定位获取模块、作业机具测量模块、轨迹处理模块和数据查询模块；卫星定位获取模块用于获取实时的卫星定位天线的坐标信息以及卫星定位的高程信息，高程信息为卫星定位天线在不同地势高度下的实时海拔高度和基准海拔高度；作业机具测量模块用于获取作业机具本身的宽度，以及作业机具在运动过程中所测量到的数据信息；轨迹处理模块用于将卫星定位获取模块和作业机具测量模块所获取的数据信息结合处理并绘制出相应的轨迹信息；数据查询模块用于接收轨迹处理模块的数据信息，并将该数据信息供给用户随时查询。
[0006] 进一步的，作业机具测量模块包括作业机具部件位置单元，作业机具部件位置单元用于标定作业机具中主要部件的位置信息，主要部件包括作业机具的轮胎、作业机具的铲刀、作业机具的油缸和作业机具上的天线；
[0007] 作业机具部件位置单元标定作业机具的轮胎与作业机具的铲刀空间直线距离不变，作业机具部件位置单元标定作业机具的铲刀与作业机具上的天线空间直线距离不变，作业机具部件位置单元标定作业机具的油缸升降改变作业机具上的天线与作业机具的轮胎的空间直线距离。
[0008] 进一步的，作业机具测量模块包括姿态传感器单元，姿态传感器单元基于作业机具部件位置单元的数据信息，用于获取作业机具在实时作业过程中因地势高低的变化产生的角度大小的变化；
[0009] 姿态传感器单元检测作业机具作业的同时，卫星定位获取模块实时获取作业机具上的天线的实时海拔高度；作业机具测量模块将姿态传感器单元和卫星定位获取模块的数据进行姿态校准，姿态校准包括水平地面高度情况下，作业机具的油缸在作业机具上的天线与作业机具轮胎的空间直线距离阈值内，姿态传感器单元和卫星定位获取模块获取到的阈值数据；姿态传感器处理阈值数据得到作业机具任意作业位置时，作业机具铲刀的上升高度；
[0010] 作业机具测量模块包括实时地势评估单元，实时地势评估单元用于计算作业机具在不同高低地势上，作业机具的真实地势与基准海拔高度的差值，基准海拔高度为在机具作业于水平地面时，卫星定位获取模块获取的作业机具上天线的海拔高度。
[0011] 进一步的，轨迹处理模块将卫星定位获取模块中实时的卫星定位天线的坐标信息进行依次连线处理，得到作业机具实时工作的轨迹图；轨迹处理模块基于实时地势评估单元的数据信息，设置颜色参考区间进行一一对应得到不同差值对应的区块色度；轨迹处理模块将区块色度信息与轨迹图进行映射，得到具有色度区分的轨迹图；轨迹处理模块将带有色度区分的轨迹图传输给数据查询模块；
[0012] 数据查询模块接收轨迹处理模块的数据信息并且实时更新数据，数据查询模块提供作业机具作业地块的实时高低地势分布情况给用户。
[0013] 基于卫星定位的整平与整坡作业地势轨迹显示方法，包括以下步骤：
[0014] 步骤S100：实时获取作业机具上的天线的坐标信息和高程信息，坐标信息为卫星定位天线的点坐标Ai，i＝{1,2,3......r}，Ai表示第i时刻的卫星定位天线的点坐标；高程信息为卫星定位天线在不同地势高度下的实时海拔高度和基准海拔高度；
[0015] 通过卫星定位获取天线的点坐标作为绘制轨迹图的基准，定位信息获取的准确且成熟，且卫星定位安装于作业机具上，有效的实现对轨迹和位置的同时勘测，进一步实现对作业机具本身地势高度的测量。
[0016] 步骤S200：对作业机具上的姿态传感器进行姿态校准，并求出作业机具上主要部件位置之间的距离以及铲刀距离地面的高度；主要部件包括作业机具的轮胎、作业机具的铲刀、作业机具的油缸和作业机具上的天线；
[0017] 步骤S300：基于步骤S200的数据，求出实时状态下作业机具的地势高度与实际基准海拔高度的差值；
[0018] 步骤S400：基于步骤S300的差值，设置颜色参考区间进行一一对应，将不同差值对应的颜色进行匹配得到色度区间，再将色度区间与步骤S100中的点坐标对应绘制完整的带有色度区间的轨迹图，用户根据轨迹图上的颜色判断地势的高低。
[0019] 进一步的，步骤S200的具体过程为：
[0020] 步骤S210：姿态传感器在作业机具处于水平地面时进行姿态校准，记录此时作业机具上的天线的高度h1与姿态传感器的角度α1；
[0021] 步骤S220：在水平地面上将作业机具的铲刀升至阈值上限距离，阈值上限距离为作业机具上的天线与作业机具上轮胎的空间直线距离的最大值，记录此时作业机具上的天线高度h2与姿态传感器的角度α2；
[0022] 且作业机具上的天线与作业机具上轮胎的空间直线距离是会实时改变的，所以获取整个运动过程的最大值是为了求出姿态传感器的上限角度；
[0023] 步骤S230：基于步骤S210和步骤S220得到作业机具上的天线高度范围为【h1，h2】，且h2>h1；姿态传感器的角度范围为【α1，α2】，且α2>α1；则求出作业机具的轮胎与作业机具的铲刀的空间直线距离为l1，l1＝(h2‑h1)/sin(α2‑α1)；
[0024] 作业机具的轮胎与作业机具的铲刀的空间直线距离是固定不变的，将其标定在一个圆内，则作业机具的轮胎与作业机具的铲刀的空间直线距离就是该圆的半径，该作业机具的运动就可以刻画在圆周内，半径以圆周上的定点沿圆周运动；
[0025] 步骤S240：基于步骤S230的数据，设除角度为α1和α2的任意时刻时姿态传感器的角度为αi，i＝{1，2，3......r}，αi表示第i时刻的姿态传感器的角度，设作业机具的铲刀距离地面的高度为Hi，i＝{1，2，3......r}，Hi表示第i时刻的作业机具的铲刀距离地面的高度，则Hi＝l1*sin(αi‑α1)＝(h2‑h1)/sin(α2‑α1)*sin(αi‑α1)。
[0026] 进行姿态校准是为了精确算出作业机具在平地上时，天线所能到达的距离范围以及姿态传感器的角度变化范围，是为了作业机具在高低地势分布不均的地面上计算补偿值做准备；且进行姿态校准后可以精确求得作业机具的轮胎与作业机具的铲刀的空间直线距离，从而根据圆的特性进一步算出在实时动态作业下的铲刀距离地面的高度。
[0027] 进一步的，步骤S300的具体过程为：
[0028] 步骤S310：获取作业机具的铲刀与作业机具上的天线的空间直线距离为l3，且l3在作业机具作业到任何地势情况下数值保持不变；设天线基准海拔高度为H0、定位天线实时海拔高度为Gi；
[0029] 作业机具的铲刀与作业机具上的天线的空间直线距离是固定不变的，且该距离为刻画在圆周上一定点运动的距离，获取该直线距离是为了得出真实的铲刀海拔高度和实际基准海拔高度，因为在实际工作过程中铲刀是直接刮土作业，会产生高值差；
[0030] 步骤S320：基于步骤S310的数据，已知作业机具的铲刀距离地面的高度为Hi，可得出天线实际基准海拔高度为H0‑l3，实际作业机具的铲刀海拔高度为Gi‑l3；进一步求得作业机具的地势高度与实际基准海拔高度的差值P0＝(Gi‑l3)+Hi‑(H0‑l3)＝Gi+Hi‑H0。
[0031] 该过程是求得作业时作业机具的真实地势高度与基准海拔的高度差，可以有效判断地势的高低进而掌握实时地面的整平情况，且将铲刀距离地面的高度补偿到天线与基准海拔高度的差值内，得到的差值即为地面与基准高的真实高差，此时就可以显示真实的表现出地面的相对于基准海拔的高低状况。
[0032] 进一步的，步骤S400中将不同差值对应的颜色进行匹配得到色度区间的具体过程为：
[0033] 步骤S410：设置颜色参考区间为k个色度区间，k＝{1，2，......m}，表示第k个色度区间，第1个色度区间和第m个色度区间分别设置阈值上限值和阈值下限值，阈值上限值为作业机具的地势高度与实际基准海拔高度的差值可区分色度区间的上限值，阈值下限值为作业机具的地势高度与实时基准海拔高度的差值可区分色度区间的下限值；
[0034] 步骤S420：除去第1个色度区间和第m个色度区间的中间色度区间设置色差范围，色差范围包括顶部值和底部值，且第m‑2个色度区间的底部值与第m‑1个色度区间的顶部值相同，第m‑2个色度区间的顶部值与第m‑3个色度区间的底部值相同；第2个色度区间的顶部值等于上限值，第m‑1个色度区间的底部值等于下限值。
[0035] 设置不同的色度区间且赋值不同的色差范围为了在卫星定位的轨迹上显示出地势高低的不同之处，此时用户就可根据颜色的不同进行相应数值的查询，可以得到作业机具工作状态下作业地面的地势分布，从而进行有目的的整平作业。
[0036] 与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：该发明在现有方案与算法基础上增加姿态检测模块，检测平地铲的升降高度操作机手可真实掌握实地整平状况，从而有方向有目的的整平作业，无需时刻关注铲体的状态，减小频繁回头造成的身体疲劳，同时也可避免夜间无法看清铲刀作业状态及地块高低信息而导致整平作业质量差、作业效率低、返工等现象；同时，该发明成本低，只需要增加一个姿态传感器即可；校准方便，安装完成后只需校准一次即可，且校准时间短；提高作业效率，结合软件算法实现真实作业地高低地势轨迹图，作业机手可24小时不间断作业，无需回头查看平地铲是否刮土卸土，而且可实时掌握整个作业地块的高低地势分布详情，整平作业不再漫无目的的乱跑，提高了作业的效率，减少了成本投入，减少燃油消耗及对环境造成的污染。
附图说明
[0037] 附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
[0038] 图1是本发明基于卫星定位的整平与整坡作业地势轨迹显示系统的系统结构示意图；
[0039] 图2是本发明基于卫星定位的整平与整坡作业地势轨迹显示方法的方法流程图；
[0040] 图3是本发明基于卫星定位的整平与整坡作业地势轨迹显示方法的姿态传感器校准过程；
[0041] 图4是本发明基于卫星定位的整平与整坡作业地势轨迹显示方法中真实地势与基准海拔高度的差值计算过程；
[0042] 图5是本发明基于卫星定位的整平与整坡作业地势轨迹显示方法的色度区间匹配过程。
具体实施方式
[0043] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0044] 请参阅图1‑图5，本发明提供技术方案：基于卫星定位的整平与整坡作业地势轨迹显示系统，包括卫星定位获取模块、作业机具测量模块、轨迹处理模块和数据查询模块；卫星定位获取模块用于获取实时的卫星定位天线的坐标信息以及卫星定位的高程信息，高程信息为卫星定位天线在不同地势高度下的实时海拔高度和基准海拔高度；作业机具测量模块用于获取作业机具本身的宽度，以及作业机具在运动过程中所测量到的数据信息；轨迹处理模块用于将卫星定位获取模块和作业机具测量模块所获取的数据信息结合处理并绘制出相应的轨迹信息；数据查询模块用于接收轨迹处理模块的数据信息，并将该数据信息供给用户随时查询。
[0045] 作业机具测量模块包括作业机具部件位置单元，作业机具部件位置单元用于标定作业机具中主要部件的位置信息，主要部件包括作业机具的轮胎、作业机具的铲刀、作业机具的油缸和作业机具上的天线；
[0046] 作业机具部件位置单元标定作业机具的轮胎与作业机具的铲刀空间直线距离不变，作业机具部件位置单元标定作业机具的铲刀与作业机具上的天线空间直线距离不变，作业机具部件位置单元标定作业机具的油缸升降改变作业机具上的天线与作业机具的轮胎的空间直线距离。
[0047] 作业机具测量模块包括姿态传感器单元，姿态传感器单元基于作业机具部件位置单元的数据信息，用于获取作业机具在实时作业过程中因地势高低的变化产生的角度大小的变化；
[0048] 姿态传感器单元检测作业机具作业的同时，卫星定位获取模块实时获取作业机具上的天线的实时海拔高度；作业机具测量模块将姿态传感器单元和卫星定位获取模块的数据进行姿态校准，姿态校准包括水平地面高度情况下，作业机具的油缸在作业机具上的天线与作业机具轮胎的空间直线距离阈值内，姿态传感器单元和卫星定位获取模块获取到的阈值数据；姿态传感器处理阈值数据得到作业机具任意作业位置时，作业机具铲刀的上升高度；
[0049] 作业机具测量模块包括实时地势评估单元，实时地势评估单元用于计算作业机具在不同高低地势上，作业机具的真实地势与基准海拔高度的差值，基准海拔高度为在作业机具位于水平地面时，卫星定位获取模块获取的作业机具上天线的海拔高度。
[0050] 轨迹处理模块将卫星定位获取模块中实时的卫星定位天线的坐标信息进行依次连线处理，得到作业机具实时工作的轨迹图；轨迹处理模块基于实时地势评估单元的数据信息，设置颜色参考区间进行一一对应得到不同差值对应的区块色度；轨迹处理模块将区块色度信息与轨迹图进行映射，得到具有色度区分的轨迹图；轨迹处理模块将带有色度区分的轨迹图传输给数据查询模块；
[0051] 数据查询模块接收轨迹处理模块的数据信息并且实时更新数据，数据查询模块提供作业机具作业地块的实时高低地势分布情况给用户。
[0052] 基于卫星定位的整平与整坡作业地势轨迹显示方法，包括以下步骤：
[0053] 步骤S100：实时获取作业机具上的天线的坐标信息和高程信息，坐标信息为卫星定位天线的点坐标Ai，i＝{1,2,3......r}，Ai表示第i时刻的卫星定位天线的点坐标；高程信息为卫星定位天线在不同地势高度下的实时海拔高度和基准海拔高度；
[0054] 通过卫星定位获取天线的点坐标作为绘制轨迹图的基准，定位信息获取的准确且成熟，且卫星定位安装于作业机具上，有效的实现对轨迹和位置的同时勘测，进一步实现对作业机具本身地势高度的测量。
[0055] 步骤S200：对作业机具上的姿态传感器进行姿态校准，并求出作业机具上主要部件位置之间的距离以及铲刀距离地面的高度；主要部件包括作业机具的轮胎、作业机具的铲刀、作业机具的油缸和作业机具上的天线；
[0056] 步骤S200的具体过程为：
[0057] 步骤S210：姿态传感器在作业机具处于水平地面时进行姿态校准，记录此时作业机具上的天线的高度h1与姿态传感器的角度α1；
[0058] 步骤S220：在水平地面上将作业机具的铲刀升至阈值上限距离，阈值上限距离为作业机具上的天线与作业机具上轮胎的空间直线距离的最大值，记录此时作业机具上的天线高度h2与姿态传感器的角度α2；
[0059] 且作业机具上的天线与作业机具上轮胎的空间直线距离是会实时改变的，所以获取整个运动过程的最大值是为了求出姿态传感器的上限角度；
[0060] 步骤S230：基于步骤S210和步骤S220得到作业机具上的天线高度范围为【h1，h2】，且h2>h1；姿态传感器的角度范围为【α1，α2】，且α2>α1；则求出作业机具的轮胎与作业机具的铲刀的空间直线距离为l1，l1＝(h2‑h1)/sin(α2‑α1)；
[0061] 作业机具的轮胎与作业机具的铲刀的空间直线距离是固定不变的，将其标定在一个圆内，则作业机具的轮胎与作业机具的铲刀的空间直线距离就是该圆的半径，该作业机具的运动就可以刻画在圆周内，半径以圆周上的定点沿圆周运动；
[0062] 步骤S240：基于步骤S230的数据，设除角度为α1和α2的任意时刻时姿态传感器的角度为αi，i＝{1，2，3......r}，αi表示第i时刻的姿态传感器的角度，设作业机具的铲刀距离地面的高度为Hi，i＝{1，2，3......r}，Hi表示第i时刻的作业机具的铲刀距离地面的高度，则Hi＝l1*sin(αi‑α1)＝(h2‑h1)/sin(α2‑α1)*sin(αi‑α1)。
[0063] 例如：作业机具上的天线高度范围为【2m，5m】，姿态传感器的角度范围【20°，70°】；则求得l1＝(h2‑h1)/sin(α2‑α1)＝(5‑2)/sin(70°‑20°)＝3.89m，作业机具的铲刀距离地面的高度为Hn＝(h2‑h1)/sin(α2‑α1)*sin(α3‑α1)＝3.89×sin(30°‑20°)＝0.66m；
[0064] 进行姿态校准是为了精确算出作业机具在平地上时，天线所能到达的距离范围以及姿态传感器的角度变化范围，是为了作业机具在高低地势分布不均的地面上计算补偿值做准备；且进行姿态校准后可以精确求得作业机具的轮胎与作业机具的铲刀的空间直线距离，从而根据圆的特性进一步算出在实时动态作业下的铲刀距离地面的高度。
[0065] 步骤S300：基于步骤S200的数据，求出实时状态下作业机具的地势高度与实际基准海拔高度的差值；
[0066] 步骤S300的具体过程为：
[0067] 步骤S310：获取作业机具的铲刀与作业机具上的天线的空间直线距离为l3，且l3在作业机具作业到任何地势情况下数值保持不变；设天线基准海拔高度为H0、定位天线实时海拔高度为Gi；
[0068] 作业机具的铲刀与作业机具上的天线的空间直线距离是固定不变的，且该距离为刻画在圆周上一定点运动的距离，获取该直线距离是为了得出真实的铲刀海拔高度和实际基准海拔高度，因为在实际工作过程中铲刀是直接刮土作业，会产生高值差；
[0069] 步骤S320：基于步骤S310的数据，已知作业机具的铲刀距离地面的高度为Hi，可得出天线实际基准海拔高度为H0‑l3，实际作业机具的铲刀海拔高度为Gi‑l3；进一步求得作业机具的地势高度与实际基准海拔高度的差值P0＝(Gi‑l3)+Hi‑(H0‑l3)＝Gi+Hi‑H0；
[0070] 例如：天线基准海拔高度为2m，定位天线实时海拔高度为2.5m，作业机具上的天线到铲刀的距离为1.5m，作业机具的铲刀距离地面的高度为0.66m，则P0＝(Hi‑l2)+Hn‑(H0‑l2)＝Hi+Hn‑H0＝2.5+0.66‑2＝1.16m；
[0071] 该过程是求得作业时作业机具的真实地势高度与基准海拔的高度差，可以有效判断地势的高低进而掌握实时地面的整平情况，且将铲刀距离地面的高度补偿到天线与基准海拔高度的差值内，得到的差值即为地面与基准高的真实高差，此时就可以显示真实的表现出地面的相对于基准海拔的高低状况。
[0072] 步骤S400：基于步骤S300的差值，设置颜色参考区间进行一一对应，将不同差值对应的颜色进行匹配得到色度区间，再将色度区间与步骤S100中的点坐标、步骤S200的作业机具的宽度W对应绘制完整的带有色度区间的轨迹图，用户根据轨迹图上的颜色判断地势的高低。
[0073] 步骤S400中将不同差值对应的颜色进行匹配得到色度区间的具体过程为：
[0074] 步骤S410：设置颜色参考区间为k个色度区间，k＝{1,2,......m}，表示第k个色度区间，第1个色度区间和第m个色度区间分别设置阈值上限值和阈值下限值，阈值上限值为作业机具的地势高度与实际基准海拔高度的差值可区分色度区间的上限值，阈值下限值为作业机具的地势高度与实时基准海拔高度的差值可区分色度区间的下限值；
[0075] 例如：设置9个色度区间，第一个色度区间的阈值上限值设置为20cm，第九个色度区间的阈值下限值设置为‑20cm；差值超过阈值上限值20cm时，显示的色度就是第一色度区间的颜色，差值超过阈值下限值‑20cm时，显示的色度就是第九色度区间的颜色。
[0076] 步骤S420：除去第1个色度区间和第m个色度区间的中间色度区间设置色差范围，色差范围包括顶部值和底部值，且第m‑2个色度区间的底部值与第m‑1个色度区间的顶部值相同，第m‑2个色度区间的顶部值与第m‑3个色度区间的底部值相同；第2个色度区间的顶部值等于上限值，第m‑1个色度区间的底部值等于下限值。
[0077] 第二色度区间到第八色度区间设置色差范围，例如：第二色度区间为+10cm～+20cm，第三色度区间为+5cm～+10cm，第四色度区间为+5cm～+2.5cm，第五色度区间为‑
2.5cm～+2.5cm，第六色度区间为‑2.5cm～‑5cm，第七色度区间为‑5cm～‑10cm，第八色度区间为‑10～‑20cm；
[0078] 设置不同的色度区间且赋值不同的色差范围为了在卫星定位的轨迹上显示出地势高低的不同之处，此时用户就可根据颜色的不同进行相应数值的查询，可以得到作业机具工作状态下作业地面的地势分布，从而进行有目的的整平作业。例如：使用卫星平地系统在进行农田土地整平过程中，在不同地区作业地块大小不一，整平作业靠操作机手的经验来判断地块的高低分布，然后进行整平作业，本发明中的系统可实时的显示当前地块的高低地势分布，用户可根据地势的高低，调整作业机械的行驶方向，可以更快速的将地势高外的土运送到地势较低洼处，从而能够快速高效的将地块整平，方便农田灌溉及其他农田作业的进行。
[0079] 需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
[0080] 最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
