Апаратні засоби для точного землеробства. Системи паралельного водіння на базі GPS навігації.
Точне землеробство — впровадження технологій у рільництво на основі ґрунтових картографічних одиниць.
Переваги точного землеробства:
Найпростіший прилад складається з термінала-супутникового приймача, що встановлюється в кабіні трактора на лобовому склі (чи в будь якому іншому зручному місці) та показує трактористу, як крутити кермо щоб трактор/агрегат рухався якомога рівнішими лініями. Такий прилад не має складного для читання дисплею, адже водіння відбувається в ручному режимі і трактористу бажано приділяти йому якомога менше уваги, в ідеалі прилад повинен знаходитись на боковому склі, а команди на керування тракторист сприймає боковим зором (після нетривалого тренування)
Для чого потрібен такий прилад? Уявімо собі технологічну операцію по догляду за рослинами – внесення інсектицидів. 18 метровий оприскувач повинен рівномірним шаром покрити поле. Щоб тракторист їхав не «на глазок» на полі розставляють так звані маяки (працівники, які відміряють лінії рівні ширині агрегату) на які, в свою чергу, орієнтується механізатор.
На практиці звичайно все складніше і після обробітку агроном стикається з такими проблемами, як пропуски та перекриття.
Як би сумлінно працівник не відміряв лінію він помиляється. І відстань між лініями може бути і 17 метрів, і 19. Звично на полі використовується щонайменше 2 маяки, кожен з них помиляється по своєму. Крім того помиляється і сам механізатор, адже маяк може знаходитись на відстані до півкілометра, а то і більше. Знову ж виникають пропуски та перекриття.
Помилки механізатора 
де dпроп – пропущені ділянки dпер – перекриті ділянки | | Помилки маяків 
|
Комплексні технології виробництва сільськогосподарської продукції, що дістали назву "Точне землеробство" (Precision Farming), стали активно розвиватися за кордоном ще у кінці 90-х років і визнані світовою сільськогосподарською наукою як дуже ефективні передові технології, що переводять агробізнес на вищий якісний рівень.
Використовувати космічні навігаційні системи можна після установки на техніку приймача. Приймальні пристрої, що забезпечують зв'язок з супутниками і визначальні координати, називаються GPS - приймачами (Global Positioning System - система глобального позиціонування). На їх базі розроблені 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 попередньому. За допомогою такого водіння можна робити паралельні прямі і криві, а також кругові і спіральні ряди. Якщо на полі є перешкода (наприклад, острівець з деревами), то прилад припинить 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 установці такої системи на трактор механізатор спостерігає за показаннями приладу усередині кабіни і стежить тільки за тим, щоб на полі не зустрічалися камені і інші великі перешкоди.
Автопілоти бувають двох рівнів: повністю автоматична система, коли втручання механізатора не вимагається, і система допоміжного управління (підрулюючий пристрій). При роботі з підрулюючим пристроєм механізаторові треба стежити за перешкодами на шляху і брати управління на себе у кінці ряду, коли треба розвернутися.
Система допоміжного управління дешевше автопілота. Підрулюючий пристрій коштує в межах від 4 до 6 тис. євро, підходить до будь-якого трактора і легко комплектується з системою паралельного водіння. А повний автопілот підключається тільки до імпортних тракторів і часто поставляється як додаткова опція. Наприклад, John Deere оснащує свої трактори системою точного водіння GreenStar в комплекті з системою Autotrack. Вартість такої системи - близько 10 тис. євро. Є і універсальні комплекти від незалежних компаній, які підходять до усіх моделей. Проте їх підключення треба погоджувати з дилером, інакше новий трактор можуть достроково зняти з гарантійного обслуговування.
Використання автопілотів має ще одну особливість. Участь тракториста вимагається кожні декілька хвилин у кінці загінки, щоб повернути кермо.
Як працюють GPS.
Система GPS (GlobalPositioningSystem- система глобального позиціонування) була розроблена в 1973 р.. Міністерством оборони США, щоб забезпечити визначення місця розташування, синхронізацію часу і отримання навігаційних сигналів американськими військовослужбовцями і цивільними користувачами по всьому світу. Вона складається з 29 супутників, які знаходяться на 6 орбітах заввишки близько 17 000 км над поверхнею Землі. Супутники рухаються з швидкістю близько 3 км/сек., здійснюючи два повні оберти навколо планети менш ніж за 24 години. Сигнал хоч би від декількох (від 5 до 12) супутників, що знаходяться в прямій видимості, прийматиметься в будь-якій точці земної поверхні і навколоземного простору в будь-який час.
Щоб використовувати космічні навігаційні системи в АПК, досить встановити на сільгосптехніку спеціальний прилад - GPS - приймач, постійно одержуючий сигнали про місце розташування навігаційних супутників і відстані до них. На базі GPS - приймачів, що забезпечують зв'язок з супутниками і визначають координати розроблені системи паралельного водіння і автопілоти для управління рухом тракторів і комбайнів.
Система паралельного водіння складається з GPS-приймачів із зовнішньою антеною, контроллера і курсопоказник. Вони легко і швидко встановлюються на будь-якій с/г агрегат, вимагається тільки підключення до електроживлення і установка зовнішнього блоку (приймач GPS) на тих, що входять в комплект магнітної або повітря присосках. Вартість таких систем варіюється від 6 до 9 тис. євро.
Курсопоказник розташовується усередині кабіни - зазвичай над кермом або перед важелями управління. Механізаторові не треба перемикати увагу на відстежування зовнішніх орієнтирів, тому він менше відволікається від водіння і спостереження за приладами. GPS- приймач визначає поточне положення машини, а процесор запам'ятовує траєкторію руху і маршрут. Якщо тракторист поїхав з поля для дозаправки або вимушений був припинити роботу із-за негоди, то згодом він може повернутися в точку де була зупинена робота, і продовжити водіння по вибраній раніше траєкторії.
Автопілот, на відміну від систем паралельного водіння, забезпечує рух по маршруту без втручання механізатора. Відхилення від заданої траєкторії GPS, що виробляються прибором, через спеціальні пристрої вводяться безпосередньо в систему управління ходовою частиною. Повністю автоматичні системи управління складаються з пристрою паралельного водіння, контроллера і виконавчого механізму, який підключається до гідравліки трактора.
Точність до 3 см.
Максимальну точність - до 1-3 см - гарантують поправки від локальної базової станції, яка встановлюється на краю поля. Вона є валізкою вагою до 4 кг, в якому знаходяться GPS - приймач, антена, радіомодем і антена. Для роботи за цією технологією на трактор встановлюється радіомодем. Максимальна дальність поширення радіопоправок обмежується декількома десятками кілометрів і залежить від наявності перешкод на шляху радіосигналу - лісів, пагорбів, будівель. Як правило, базову станцію треба переміщати з поля на поле услід за рухом сільгосптехніки.
