СИСТЕМИ GPS ТА АВТОПІЛОТИ ДЛЯ ТРАКТОРІВ

Американські виробники сільськогосподарської продукції зосереджуються на системах точного землеробства. Обладнання для нього поділяється на дві категорії: перша –обладнання для моніторингу (системи картографування врожайності на комбайнах, моніторинг кількості висіяного насіння і т.д.), друга – системи GPS та автопілоти (нижче). Дані відеомоніторингу потребують системного підходу та фахівців, які розуміються на їх обробці та створенні завдань для техніки, що працює з системами точного землеробства.

Точне землеробство дає фермерам можливість детально стежити за управлінськими рішеннями при виробництві сільськогосподарської продукції та реально економити. Прикладом є встановлення систем контролю витрати рідини та відключення секцій на перекриттях для обприскувачів, завдяки чому можна скорочувати витрати робочих сумішей, зменшувати затрати часу на підвезення води та заправку. На сівалках установлення систем дозволяє відключати секції на перекриттях, що забезпечує рівномірне живлення рослин і високу врожайність по всій площі поля. Інвестиції в такі системи одразу показують реальну економію.

Таблиця 1. Економія на насінні та засобах захисту при використанні систем для відключення секцій залежно від конфігурації поля.

Різновиди систем GPS

Робота машин неможлива без систем GPS та автопілотів. Це друга категорія обладнання. На сьогодні їх можна розділити на два підтипи: системи, які працюють лише з супутниками GPS, та системи, комбіновані з супутниками GPS+ГЛОНАСС. Для нормальної роботи системам автопілота тракторів слід мати одночасний зв’язок мінімум із п’ятьма супутниками. Комбіновані системи мають контакт із більшою кількістю супутників і навіть у складних умовах (наприклад, біля високих лісосмуг) не менше шести одночасно перебувають у контакті з системою автопілота. П’ять супутників, що перебувають в одночасному контакті, – це критична межа. Сучасні системи автопілотів взагалі перестають працювати при кількості супутників менше п’яти.

Система GPS має точність у 10 метрів. Для сільськогосподарського виробництва така «точність» неприпустима, тому в Європі було створено службу навігаційного покриття EGNOS. Вона включає великі базові станції з радіусом покриття до 1000 км та дає можливість використовувати канал диференційної поправки для збільшення точності систем d-GPS. EGNOS може визначити похибку супутників GPS та ГЛОНАСС і передати коригувальний сигнал системі автопілоту. Завдяки поєднанню систем GPS+ГЛОНАСС та EGNOS отримують безкоштовний сигнал з точністю до 20 см. Цього достатньо для внесення добрив, захисту рослин та роботи широкозахватних ґрунтообробних агрегатів.

Принцип роботи системи EGNOS.

Кожна система автопілота має власний алгоритм обробки отриманих даних, на основі яких відбувається прогнозування. Навіть якщо з одним або кількома супутниками систем GPS, ГЛОНАСС чи EGNOS втрачається сигнал, автопілот продовжує працювати на основі свого прогнозу.

Робота систем OMNISTAR та TERRASTAR.

Для отримання високої точності RTK-станція повинна весь час знаходитися на одному й тому ж місці. Звісно, можна встановлювати базові станції з радіоканалом безпосередньо в полі перед початком робіт і потім забирати. В свою чергу, це покращує зв’язок між станцією та системою автопілота, але при виконанні наступних операцій дуже важко домогтися руху агрегатів по попередній траєкторії, оскільки зміщення базової станції навіть на 1 см відносно попереднього положення призводить до великої похибки в траєкторії руху.

Базові станції RTK фірм Leika Geosystems, Trimble, Raven.

Використання RTK-станцій економічно раціональне при наявності в господарстві хоча б трьох тракторів із системами автопілота. Для збільшення ефективності використання базових станцій їх варто об’єднувати в мережу по 3-5 станцій. Мережа з трьох базових станцій покриває територію діаметром 130 км.

Антену автопілота краще ставити на середині капота над передньою віссю. Встановлення антени на висоті 3,5 м (на кабіні) при нахилі поверхні поля в 10° спричиняє відхилення від центральної осі в 62 см. Якщо антену встановлено над віссю передніх коліс, висота її розміщення значно менша, та й передня вісь сучасних тракторів має амортизацію, що додатково зменшує коливання антени, а відповідно, і похибку автопілоту. Час реакції системи теж зменшується, якщо антену розташовано над поворотними колесами. При здійсненні маневру спочатку повертає передня вісь (якщо вона, звісно ж, поворотна), і антена, розміщена над нею, відразу це фіксує та передає інформацію автопілотові. Для ліквідації похибки через нерівність поля системи автоматичного водіння повинні обов’язково мати гіроскоп.

Антени та монітори автопілотів фірм Leika Geosystems, Trimble, Raven.

Системи автоматичного водіння мають функцію «підгону позицій». Наприклад, якщо агрегат виїхав із загінки для дозаправки (паливом, добривами, насінням тощо), то при поверненні назад система може дати певне відхилення. Механізатор сам повинен повернутися в потрібне місце і «підігнати» свою справжню позицію до тієї, що вказує йому автопілот. Тобто, механізатор спочатку виводить агрегат на необхідну позицію, коригує її з даними автопілота й лише потім його вмикає. Далі працює вже автопілот.

Необхідно розуміти, що точність, яку забезпечують ті чи інші системи автоматичного водіння, стосується лише трактора. Машина, яка з ним агрегатована, матиме інші показники. Наприклад, дишло причіпної машини майже ніколи не розміщується по центру рами – існує відхилення в декілька сантиметрів у той чи інший бік. Якщо дишло відходить на 2 см вбік від центру рами, то після проходу агрегату вперед і назад уздовж гону ми отримаємо похибку в 4 см тільки через конструкцію машини. А через таку несиметричність опір руху з однієї сторони машини буде більший і її додатково затягуватиме в цю сторону. Також робочі органи з одного боку можуть заглиблюватися більше, ніж з другого, а це знову призведе до відхилення машини від центральної осі трактора. Деякі системи автопілотів дають змогу вводити цю поправку, щоб виключити похибку. Для цього потрібно зробити прохід агрегату вперед-назад, заміряти відхилення у стиковому міжрядді та ввести його у відповідний пункт меню.

Системи автоматичного водіння мінімізують вплив людського фактора на появу огріхів чи, навпаки, перекриття при виконанні технологічних операцій. Тільки на перекриттях мінімум на 6% зменшуються витрати часу, палива, а відповідно і коштів. Механізатор може більше зосередитись на самій сільськогосподарській машині, на тому, наскільки якісно вона виконує роботу, а не на керуванні трактором чи комбайном.

Віталій Шуберанський, засновник ТОВ «ФРЕНДТ»

На що варто звернути увагу при купівлі систем автопілотів

При купівлі обладнання для точного землеробства варто звернути увагу на рівень технічного сервісу тієї компанії, де ви плануєте зробити покупку. Зазвичай компанії, які ставлять меншу ціну, орієнтовані лише на продажі, а рівень їх технічного сервісу надто низький, щоб забезпечити якісну експлуатацію обладнання. В результаті доведеться шукати компанію з високим рівнем сервісу, а це згаяний час (обладнання вже могло б приносити прибуток, а так воно лише створює його ілюзію) і кошти. Також слід аналізувати дані, які записують автопілоти. Постійний аналіз вчасно виявить помилки в роботі як техніки, так і персоналу, який з нею працює. Знову ж таки, встановлена система не обов’язково відразу буде працювати на всі 100 % та й з часом системи потрібно калібрувати, а цей момент потрібно вчасно зафіксувати.

Правильно налаштована система автопілота в поєднанні з фахівцем допомагає розробити точну карту полів з урахуванням рельєфу та визначити їх реальну площу. Погодьтеся, що фермер не завжди знає рельєф і ще менше враховує його при виборі напрямку руху агрегатів по полю. При наявності датчиків на сільськогосподарській техніці системи, що мають GPS та мобільний зв’язок, можуть автоматично, в режимі реального часу, передавати дані про якість виконуваних робіт у центральний офіс. Так можна контролювати роботу агрегатів у полі без виїзду та моніторити використання ресурсів.

Упроваджуючи точне землеробство, компанія має підійти до справи відповідально і розумно. Наприклад, виробник купив трактора за 200 тис. доларів і сівалку за 150 тис., а для включення цих машин у систему точного землеробства додатково придбав обладнання на 10 тис. доларів. Усе це має успішно працювати в полі. Та невдало підібрані чи неправильно налаштовані автопілоти й навігатори не зроблять ваше землеробство точним, звівши нанівець і зусилля, і грошові вкладення.

Сьогодні сільське господарство України досить хаотичне. В ньому присутні елементи стратегічного планування, але дуже рідко хто заглиблюється у тонкощі виробництва. Системи точного землеробства, такі як автопілот, диференційне внесення добрив та засобів захисту рослин, диференційний висів насіння, моніторинг урожайності, стану ґрунтів і посівів та інші потребують специфічних знань і кваліфікованих фахівців. Що, у свою чергу, спонукає до вищої культури землеробства.

Замовити підписку

Будь ласка, вкажіть свої дані і ми зв'яжемося з вами

Website (required)

Вкажіть номер телефону і ми вам передзвонимо

Website (required)

Відділ підписки:

Тел.: +38 (067) 236 79 48