Точний помічник. Навіщо сільгоспвиробнику потрібна система GPS−навігації?

ІНСТРУМЕНТ ДЛЯ ПІДВИЩЕННЯ ЕФЕКТИВНОСТІ

Комплексні технології виробництва сільськогосподарської продукції, отримали назву «точне землеробство» (Precision Farming), стали активно розвиватися за кордоном ще в кінці 90-х років і визнані світовою сільськогосподарської наукою як досить ефективні передові технології, переводять агробізнес на більш високий якісний рівень. Ці технології є інструментом, що забезпечує розв'язання трьох основних завдань, які обумовлюють успіх в умовах сучасного ринку — наявність своєчасної об'єктивної інформації, здатність прийняти правильні керуючі рішення і можливість реалізувати ці рішення на практиці.

З різних причин технології точного землеробства в нашій країні стали розвиватися тільки зараз, процес йде дуже повільно, але, безумовно, майбутнє — за ними.

Спроби налагодити ефективне і осмислене управління в сільському господарстві наштовхуються на безліч перешкод. В першу чергу — це відсутність достовірних відомостей як про місцевості, так і про характер землекористування та його режим.

Керівники великих господарств часто не знають навіть точних розмірів власних посівних площ, що зумовлено їх постійною зміною, в силу різного роду природних процесів. Крім того, змінюються характеристики грунтів і вегетації на різних ділянках полів, а також від ділянки до ділянки. Ці дані, по-перше, повинні бути у розпорядженні фахівців для прогнозу і аналізу врожайності, а, по-друге, лежати в основі агротехнічних планів стосовно до кожного конкретного поля або ділянки, в іншому випадку втрат і неефективних витрат уникнути не вдасться.
 

НАВІГАЦІЯ НА ТРАНСПОРТІ

Використовувати космічні навігаційні системи можна після установки на техніку приймача, постійно отримує сигнали про місцезнаходження навігаційних супутників і відстані до них. Приймальні пристрої, що забезпечують зв'язок із супутниками і визначають координати, називаються GPS-приймачами (Global Positioning System — система глобального позиціонування). На їх базі розроблено системи паралельного водіння і автопілоти для управління рухом тракторів і комбайнів.

При паралельному водінні прилад розраховує кожен наступний прохід по полю так, щоб він був паралельний попереднього. З допомогою такого водіння можна робити паралельні прямі і криві, а також колові та спіральні ряди. Якщо на полі є перешкода (наприклад, острівець з деревами), то прилад призупинить паралельне водіння і об'їде його, а потім продовжить робити ряд. Можна ускладнити завдання, задавши зону розвороту по краях полів. Тоді прилад розрахує поворот і буде орієнтувати, коли і як повертати. При встановленні такої системи на трактор механізатор спостерігає за показаннями приладу всередині кабіни і стежить за тим, щоб на полі не зустрічалися камені і інші великі перешкоди.

Основна складність у впровадженні системи навігації полягає в потребі навчання механізаторів. З іншого боку, система паралельного водіння — зручна річ. Якщо система паралельного водіння передбачає активну участь механізатора в управлінні машиною, то автопілот дозволяє автоматизувати процес управління. Автопілоти бувають двох рівнів: повністю автоматична система, коли втручання механізатора не потрібно, і система допоміжного управління (підрулюючий пристрій). При роботі з підрулюючим пристроєм механізаторові потрібно стежити за перешкодами на шляху і брати управління на себе в кінці ряду, коли потрібно розвернутися.

Використання автопілотів має ще одну особливість. На демонстраційних показах, коли трактор рухається в режимі «автопілот», водій виходить з кабіни, а машина сама їде ідеально прямій лінії. Однак на практиці участь тракториста потрібно кожні кілька хвилин в кінці загонки, щоб повернути кермо. Дізнавшись це, власники господарств, що укладаються купити автопілот, задаються питанням, скільки платити механізаторові за таку роботу.

ТОЧНІСТЬ БУВАЄ РІЗНОЮ

Системи точного водіння — як керовані людиною, так і автопілоти — діляться на класи точності. Якщо працювати з GPS-приймачем в автономному режимі, то точність паралельного водіння буде невисока — один-три метри. Щоб її підвищити, доведеться використовувати диференціальний сервіс. Один з варіантів такого сервісу — європейська система EGNOS (European Geostationary Navigation Overlay Services — система широкозонной диференціальної навігації). Сигнал передається по каналах геостаціонарних телекомунікаційних супутників і дозволяє досягати 15-30-сантиметрової точності прокладки паралельних рядів. Цей сервіс безкоштовний, а його сигнал може приймати простий GPS-приймач. Однак зараз EGNOS працює в тестовому режимі, тому може діяти з перебоями.

Гарантований диференціальний сервіс — платна послуга. Є можливість використовувати європейський Omnistar. Залежно від підписки Omnistar забезпечує кілька рівнів точності: VBS і НР/ХР.

VBS (віртуальна базова станція) дає майже таку ж точність, як EGNOS — 15-20 см. Цього достатньо, щоб якісно проводити обприскування або внесення добрив. Підписка на VBS коштує до 1 тис. євро в рік, або 3 євро в годину (при замовленні не менше 150 годин). НР/ХР забезпечує точність в 5-10 див. Рекомендується підписатися на цей сервіс тим, хто використовує супутникову навігацію для посіву просапних культур, подальшої обробки рядків і становить карти полів і врожайності.
Річна підписка на НР/ХР стоїть на порядок дорожче. Щоб скористатися сервісом VBS і HP/XP, треба мати GPS-приймач, що підтримує такі послуги, або модернізувати GPS-приймач початкового рівня, додавши до нього спеціальну антену і програмне забезпечення. Найвищий рівень точності, 1-3 см, досягається з допомогою режиму RTK (Real-Time Kinematics — кінематика в реальному часі). Цей режим використовується в основному в геодезії і морському будівництві.

Базова станція дозволяє проводити всі види сільгоспробіт, в тому числі точний висів, локальне внесення добрив і точну культивацію просапних культур. За допомогою цієї системи можна з року в рік виконувати одну і ту ж технологічну колію або потрапляти в одні і ті ж рядки, щоб сіяти «слід у слід» кілька років.

Якщо господарство велике і одночасно застосовує кілька систем навігації, може бути, вигідніше купити власну станцію. При використанні п'яти навігаційних систем базова станція окупиться протягом трьох років, оскільки супутникові поправки купуються на кожен прилад.

ДОРОГА ТЕХНІКА ВИМАГАЄ ВІДПОВІДНОГО ВИКОРИСТАННЯ

Припустимо, ви придбали нову широкозахватную техніку, завдяки чому збільшили виробництво вирощуваних вами культур. Зрозуміло, що дорога імпортна техніка повинна використовуватися максимально ефективно, інакше вона окупиться нескоро. Керівники великих компаній навряд чи допустять, щоб трактор потужністю 500 л. с. і посівний комплекс з шириною захвату, приміром, 18 м працював тільки в світлий час доби і простоював в темряві, при туманах або негоди. Навігаційні системи якраз для цього випадку і призначені.

Наявність, наприклад, автопілота дозволяє протягом тривалого часу сіяти на високих швидкостях, не перекриваючи стикувальних рядів. Крім посіву, автопілот може застосовуватися при внесення засобів захисту рослин та збирання врожаю. В результаті продуктивність техніки може збільшиться на 15-20%. Крім того, система дає можливість правильно вести агрегат по полю, в режимі реального часу сканує інформацію про те, що на ньому робиться, який витрата палива, де знаходиться агрегат, яка його продуктивність і скільки гектарів він обробив.

Звичайно, перед тим, як встановлювати навігаційне обладнання, варто зважити всі «за» і «проти». Якщо у вас не дуже багато землі, і ви обробляєте її за допомогою декількох одиниць техніки, навряд чи доцільно витрачати чималу кількість грошей на придбання автопілота. На широкозахватної техніки без систем точного водіння нормально працювати вже складніше. Адже при управлінні, наприклад, обприскувачем за зовнішніми орієнтирами якийсь відсоток посівів залишається неопрацьованим, а ще якийсь обробляється двічі. Ось і виходить, що в середньому на 10% площі підприємство отримує збиток від перевитрати матеріалів і втрати від необроблених рядів. При обробці фунгіцидами або інсектицидами такі «пропуски» можуть негативно позначитися на врожайності не тільки необроблених ділянок, але і всього поля. Розливати «даремно» гербіциди теж безглуздо. При перекриттях можливе пригнічення культури, а в разі пропусків утворюються локальні ділянки з бур'янами, які будуть заважати при збиранні врожаю. У підсумку насіння бур'янистих рослин засмітять зерно, і господарство змушене продавати його за більш низькою ціною. Всі ці моменти в сукупності зумовлюють доцільність застосування систем навігації.

Глобальна Система Позиціонування (GPS) — світова радіонавігаційна система, що базується на 24 супутників і їх земних станціях.
GPS використовує цю систему в якості контрольних точок для розрахунку координат в точності до метрів.
У певному сенсі це схоже на присвоєння кожному квадратному метру на планеті своєї унікальної адреси.
GPS−приймачі були зменшені в розмірах до декількох інтегрованих плат і стали дуже економічними. Це зробило технологію доступною практично для кожного.
Сьогодні GPS знаходить своє застосування в земному, водному, повітряному транспорті, у будівельній промисловості, машинобудуванні, кіноіндустрії, навіть в портативних комп'ютерах. У найближчому майбутньому GPS стане таким же необхідним засобом, як і телефон.