Точное земледелие

Точное земледелие

МНОГООБРАЗИЕ ВИДОВ. Технологию GPS используют все существующие на рынке системы параллельного вождения. Их работа во многом зависит от того, сколько спутников видит система в небе. В настоящий момент сигналы стандартной точности для гражданского применения передаются в двух диапазонах: L1 (1575,42 МГц) - L1C/А и 1,2 (1227,60 МГц) - L2С. Последний имеет ряд технических преимуществ. Однако в связи с тем что не все спутники GPS могут выдавать сигнал в этом диапазоне (на данный момент их 6), не везде гарантируется прием. Хотя, возможно, через 4-5 лет он полностью вытеснит диапазон L1. Не взять ли приемник, поддерживающий оба сигнала? Будет вещь не на один год. На подходе следующий тип сигнала L5, да и ситуация с ГЛОНАСС может измениться. Сейчас все попытки внедрения системы ГЛОНАСС в сельское хозяйство сводятся в основном к решению задач диспетчерского управления и мониторинга парка сельхозтехники.

Второй и главной составляющей точности является тип используемого корректирующего сигнала. Без него GPS теоретически обеспечивает точность до 5 метров. Придется использовать один из вариантов сервиса DGPS, обеспечивающего получение информации для более точного позиционирования, либо технологию RTK, о которой мы поговорим чуть позднее. Сервисы DGPS могут работать по двум видам технологий: наземный и спутниковый радиоканалы.  Условно все поправки можно разделить на два класса: бесплатные поправки и платные сервисы, которые можно купить по подписке. Бесплатность эта относительна: стоимость услуги заложена в цену устройства. Здесь сделаем несколько замечаний по наземному варианту и варианту с европейской EGNOS. Наземный радиоканал неплохо работает в Европе, однако поймать его сигнал у нас маловероятно. Примерно та же ситуация и с EGNOS; его сигнал можно поймать только ближе к Европе (да и то не везде) с точностью около 50 см. Условно бесплатный Starfire 1 подобных проблем не имеет, но с ним может работать лишь фирменное оборудование John Deere, которое стоит немалых денег. За все же прочие придется оплачивать подписку. Причем в случае с сигналами Omnistar нужно будет выбирать и тип лицензии. Корректировки НР/ХР с полной точностью смогут работать в европейской части СНГ. Па всей же остальной территории доступны лишь поправки ХР, которые дадут меньшую точность.

Получив от приемника GPS точные указания о координатах, можно начинать движение. Только вот качественно порулить самому не получится: выдерживать заданный курс с точностью до нескольких сантиметров человеку не под силу (что с обычным курсоуказателем, что с навороченным сенсорным жидкокристаллическим дисплеем. При определенном навыке предел составит 15-30 см, но такая работа очень быстро утомит механизатора. Причем возможно это не на всех видах работ.

Возникает необходимость дополнительной системы, которая будет подруливать по ходу движения по полосе. Здесь возможны два варианта. Первый — различные подруливающие ассистенты. Это - самый недорогой вариант помощника. Кроме небольшого электродвигателя, который устанавливается на рулевую колонку, и контроллера к нему покупать ничего не придется. Установить такую систему практически на любой трактор можно минут за 10-15, даже на мотоблок, виды мотоблоков. Вторым вариантом являются системы автоматического вождения, которые подключаются напрямую к гидравлической, тормозной и/или электронной системе и за счет этого получают возможность не только подруливать, но и управлять другими параметрами работы и движения, причем не только самого трактора, но и агрегатируемого орудия. Для подобной тесной интеграции необходимо, чтобы трактор и орудие общались на одном языке - соответствовали стандарту ISOBUS. Заметим, что в этом случае не трактор будет управлять орудием, а орудие - трактором.

АБСОЛЮТНАЯ ТОЧНОСТЬ. Использование системы автоматического вождения требует соответствующей точности от системы позиционирования, а значит, без поправок для сигнала GPS не обойтись. Для полной реализации потенциала этой связки нужна точность не менее 10 см. Если же поправки недоступны либо точность, выдаваемая с их помощью, недостаточна, то единственным выходом является использование RTK. Здесь имеются в виду посев пропашных культур, проведение их междурядной обработки или же любые операции на опытных делянках, где может потребоваться еще большая точность — до 2 см. В технологии RTK точность обеспечивается тоже поправками, но ответственность за них вы можете взять на себя. Для этого нужно купить базовую станцию RTK. Основной принцип технологии RTK, как и в случае с другими поправками, — получение корректирующего сигнала от стационарно установленного специального приемника GPS по различным каналам: в данном случае по радио или же по сотовой связи. На базовой станции КТК установлен приемник СР5, который работает на частотах, используемых в геодезии и картографии. Они дают намного большую точность, но и стоят немало: от 15 тыс. евро. И это - цена небольшой переносной станции RTK с радиомодемом GSM или передатчиком, который может обеспечить технику поправками в зоне 1 км. Если же стоит вопрос об установке стационарной станции RТК с собственным передатчиком, бьющим километров на 50 без всякой сотовой связи, то сумма увеличится еще на несколько тысяч евро.

Плюсом простых подруливающих систем, несомненно, является их адаптивность - на время уборки все оборудование без проблем можно перевесить на комбайн

ПЕРЕКРЫТИЕ. Как уже было отмечено, основной причиной появления точных технологий в земледелии стало стремление снизить перекрытия при проведении полевых работ. Практика показывает, что при проведении почвообработки доля перекрытий составляет от 4 до 10% площади, до 4%. Помимо предпосевной обработки, посева, а также других сельхозопераций, перекрытий в реальности не только надо суммировать по их числу, но и умножать на кратность проведения работ. Например, циклы обработки СЗР приходится повторять несколько раз за сезон. Так что даже по ГСМ набежит приличная сумма, не говоря уже о посевном материале, удобрениях и средствах защиты растений. Разница между перекрытиями 4% и 0,2% в денежном выражении будет весьма заметной. Напомним и о пропущенных полосах, которые непременно скажутся на общей урожайности, а значит, и на конечном результате.

Если брать самый простой вариант оценки и рассматривать экономию от снижения перекрытий как эффект, за счет которого в первый же год можно оправдать покупку той или иной системы параллельного вождения, то нужно взглянуть на данные на рисунке. Самый простой вариант без системы автоматического вождения либо ассистента при повороте отобьется, начиная со 120 га. Вариант же с системой автоматического вождения потребует уже 450 га. Так что даже отнеся затраты на покупку такой системы на один год, можно в этот же год начать экономить, не говоря о последующих. Основной эффект хорошо виден при закладывании колеи во время посева либо при первой обработке всходов средствами защиты растений. Использование подруливающей системы параллельного вождения значительно увеличивает эффективность работы сельхозмашин за счет роста производительности. Из той же машины можно выжать дополнительно от 5 до 10%. А значит, проще соблюсти график проведения сельхозработ, снизить потери от его нарушения.

ВЫВОДЫ. Система параллельного вождения окупит себя в любом хозяйстве. Чем выше точность, тем выше и цена такой системы. Многое зависит от сельхозкультуры и операций, в которых вы собираетесь использовать систему. Одно дело — почвообработка или опрыскивание по уже заложенной колее, другое - сев, третье - уход за посевами пропашных культур или использование технологии Strip-Till. В первом случае может хватить обычной системы параллельного вождения с бесплатными поправками (если они доступны), во втором - уже потребуются платные поправки или РТК и подруливающий ассистент, в третьем случае - система автоматического вождения и РТК. Планируя покупку, не пренебрегайте дополнительными возможностями. Речь идет, в частности, о системах мониторинга и автоматизации учега. Во-первых, практически с любого терминала автоматического вождения можно снять отчет о том, сколько и где отработала машина, а значит, и механизатор. Это важно при сдельной оплате труда. Да и в систему автоматизации производства такие данные можно запросго ввести, что существенно облегчит жизнь не только бухгалтерии, но и руководству хозяйства, предоставив возможность сразу получать информацию о ходе работ (без «примерно» и «около»). Во-вторых, дооснастив трактор системой мониторинга, вы получите информацию о его использовании и местонахождении.