A precíziós gazdálkodás kialakulásának és fejlődésének alapfeltétele volt a globális műholdas helyzetmeghatározó rendszerek (GPS) polgári gyakorlatban történő elterjedése majd alkalmazása.
A helyzet-meghatározó eszközök alkalmazása a mai mezőgazdaságban már nem különlegesség, a beszerzésre kerülő új eszközök már alkalmasak az új technikával történő munkavégzésre. Hazánkban csak a 2000-es évek elején kezdtek elterjedni a műholdas helymeghatározó eszközök, és bár ekkor pontosságuk még nem volt megfelelő, korunk készülékei már megbízhatóan állnak rendelkezésre.
A precíziós gazdálkodás kialakulásának és fejlődésének alapfeltétele volt a globális műholdas helyzetmeghatározó rendszerek (GPS) polgári gyakorlatban történő elterjedése majd alkalmazása. A rendszer kezdetben a polgári felhasználók számára még nem volt kellő precizitással elérhető, pontossága csupán 100-150 m volt. Még a ’90-es évek közepén is több 10 méteres pontatlanságról beszélhettünk csak. Ez az USA védelmi minisztériumának úgynevezett S/A (szelektív elérhetőség) kód zavarásának volt köszönhető. Utófeldolgozással a pontosságot fel lehetett javítani akár 2-5 méterre is, hiszen a kódok az interneten néhány órás eltéréssel megjelentek. Ezekből már könnyedén kiszámíthatók voltak a pontosabb adatok, de könnyen belátható, hogy utófeldolgozás hiányában a rendelkezésre álló információk nem tették még lehetővé a mezőgazdaságban történő alkalmazást.
A műholdas helyzet-meghatározó eszközök elterjedését nagyban elősegítette, hogy az USA 2000-ben megszüntette a S/A zavarást, így a pontosság számottevően nőtt.
A rendszer precizitását több tényező befolyásolja (műhold pályájából, műholdóra pontatlanságából, légköri zavarásból adódó eltérések stb.). A gyakorlatban már elérhetők ugyan +/–2 mm pontosságú eszközök, de ezek használata a mezőgazdaságban nem indokolt, az ilyen pontossággal rendelkező készülékeket főként az építőipar és a nagypontosságú geodézia alkalmazza. A mezőgazdaságban napjainkban a +/–2,5 cm-es pontosság érhető el, mely már akár a kormánymechanikával felszerelt gépek automatikus vezetésére is alkalmas. Ezt a pontossági szintet a szakirodalom RTK-nak (Real Time Kinematic; valós idejű kinamatikus mérés) nevezi. Mivel a globális helymeghatározó rendszer működése teljesen független a napszakoktól, ezért ezen eszközökkel elvégezhetők a vetés, mechanikai növényápolás, növényvédő szerek és műtrágyák nagypontosságú kijuttatása akár éjjel is (1. kép).
1. kép: RTK jellel, automatikus kormányzással végrehajtott vetés
Jelenleg a piacon GPS-ünkhöz több pontossági szint közül választhatunk. Ezek közül az első az ingyenesen igénybe vehető, Európában rendelkezésre álló EGNOS műholdas (SBAS, Satellite Based Augmentation System) jelkorrekció. Ennek előnye, hogy a készülék bekapcsolását követően szinte azonnal hozzáférhető, azonban csatlakozáskor nagyjából 30 cm-es pontosság érhető el vele. Sajnos bizonyos idő eltelte utáni visszatéréskor a pontatlanság akár több méter is lehet. Felhasználása széleskörű, leginkább olyan munkálatokhoz ajánlható, ahol eszközünket kézi kormányzás mellett kívánjuk alkalmazni, mint például a különböző növényvédelmi, illetve tápanyag-visszapótlási beavatkozások. Ez a jelkorrekció típus eltérő nevekkel egyéb Európán kívüli helyeken is elérhető, a rendszer központi finanszírozású, így az egyes felhasználók azt szabadon, térítésmentesen használhatják.
Mint ahogy azt már említettük az EGNOS korrekciót a gyártók kisebb pontosságot igénylő műveletekhez ajánlják, azonban egy méréssorozat során megvizsgáltuk a rendszer nyújtotta lehetőségeket kukoricavetés esetén. A kísérlet során egy elektromos robotpilótával felszerelt traktor EGNOS korrekciót alkalmazva üzemelt.
2. kép: Kézi mintavételezés folyamata
A vetést követően random jelleggel kézi mintavételezést hajtottunk végre, ahol a csatlakozó soron végig haladva megmértük a kukoricasorok távolságát (2. kép). Tapasztalataink szerint, az egyenesen tartás mértéke már az EGNOS-os jelkorrekció mellett is kielégítő (3. kép), azonban a csatlakozások során 4,5-5 cm-es sodródás volt tapasztalható. Ennek mértékét az „A” „B” egyenes csatlakozásonkénti igazításával jelentékenyen lehet mérsékelni.
3. kép: A robotpilóta nyomvonala EGNOS korrekció mellett
A központi finanszírozású kontinentális rendszerek mellett magánbefektetők is üzemeltetnek piaci alapon működő műholdas kiegészítő rendszereket. Ilyen például a mezőgazdaságban is használt OmniSTAR rendszer, amely három pontossági szinten segíti elő a helymeghatározást: Az OmniSTAR VBS (Virtual Base Station) pontossága méter alatti, az OmniSTAR XP deciméteres pontosságú, az OmniSTAR HP (High Performance) szolgáltatás használata pedig 10 cm-nél pontosabb helymeghatározást eredményez. Az OmniSTAR korrekció, mely az előfizetést követően széleskörűen elérhető, jó lefedettséggel bíró műholdas korrekció. Azért érdemes a munkavégzés során ezt a rendszert választani, mert a CENTERPOINT RTX jelnél akár a 3,8 cm-es garantált visszatérési pontosság is elérhető. Ez már szinte minden növénytermesztési munkálathoz elég. Ennek a korrekciós szolgáltatásnak talán az egyetlen hátránya, hogy a rendszernek hidegindításakor hosszú időre van szüksége a felépüléshez.
Az Omnistar jelek közül gyakorlatban a Trimble Centerpoint RTX korrekciót alkalmaztuk és ezzel kapcsolatosan végeztünk ellenőrző vizsgálatot. A vizsgálatok révén igazolást nyert, hogy a helyzetmeghatározó rendszer a garantált 3,8 cm-es pontosságot tartani képes, hiszen a csatlakozó soroknál mért eltérések átlagosan 1,5-3,5 cm voltak. Azonban a mérések során tapasztaltunk bizonyos esetekben ennél magasabb értékeket is.
4. kép: A Centerpoint RTX korrekciós jellel vetett vetőmag kukorica
A hazai jelkorrekciós, úgynevezett GNSS Szolgáltató Központ a Földmérési és Távérzékelési Intézet (FÖMI) penci Kozmikus Geodéziai Obszervatóriumában található. A szolgáltatónál térítés ellenében nemcsak ez a pontosság érhető el, hanem a jóval pontosabb, cm élességű RTK jelvétel is lehetséges. Bár az adatformátumok meglehetősen bonyolult rendszerében nem könnyű az eligazodás, a szolgáltatások előfizetése előtt érdemes mégis meggyőződni arról, hogy az alkalmazott műholdjel vevő képes-e a korrekciós jelek vételére is.
Jelenleg a legpontosabb korrekció, mely a mezőgazdasági felhasználók részére elérhető, a korábban már említett valós idejű kinematikus, azaz az RTK (5. kép).
5. kép :Trimble típusú RTK bázisállomás
Ez 2,5 cm-es garantált visszatérési pontosságot biztosít. Számos előnye közt ki kell emelni a gyors jelfelépülést, mely jelvesztéskor is csak néhány perc. Az RTK alapú műholdas helyzet-meghatározás igénybevételéhez szükséges egy bázisállomás, mely lehet saját, vagy mobilhálózaton továbbított adat. Széleskörűen alkalmazható a legnagyobb precizitást igénylő munkákra is, mint pl. az ültetvénytelepítés, vetési munkálatok, vagy akár mechanikus sorközművelés kultivátorral.
Az RTK jel vizsgálat során az ellenőrző méréseket követően hasonló eredményeket kaptunk, mint a Centerpoint RTX korrekciónál. Ez meglepőnek tűnhet, hiszen az RTK jel révén pontosabb navigációt várnánk el a robotpilótától, ám a kísérleti tábla domborzati viszonyai miatt valószínűleg sodródhatott a vetőgép, hiszen nem rendelkezett aktív kormányzással. Ennek ellenére kiváló minőségben sikerült végrehajtani, mind a vetést, mind pedig a mechanikai növényvédelmet, melynek köszönhetően további megtakarítások voltak elérhetők. Ahogy az a 6. képen is jól látszik, lehetőség nyílt szinte a növény tövéig állítani a munkaszélességet a növény károsítása nélkül.
6. kép: Mechanikus növényvédelem, RTK vezérelt robotpilóvál
Hazánkban is rendelkezésre állnak az egyes gépcsaládokhoz tartozó kormányzási rendszerek, amelyek a pontosság tekintetében hasonló lépcsőfokokban érhetőek el, mint azt már a jelkorrekcióknál tapasztalhattuk. Azonban léteznek még univerzálisan utólag is beszerelhető rendszerek, melyek bármely már meglévő erőgépben alkalmazhatók, amelyek rendelkeznek hidraulikus szervokormányzással. Az ilyen eszközök közül kiemelnénk az AgLeader® GeoSteer® hidraulikus robotpilótáját, mely kiválóan alkalmas minden növénytermesztési munka elvégzésére. Ennek bizonyítékaként végeztük el 2014 nyarán repcevetés közben kísérletünket (7. kép). Tapasztalataink alapján akár egy 40 ha-os táblán a robotpilótával üzemidő megtakarítás mellett hajtóanyag-megtakarítás is elérhető, de a legfontosabb, hogy a munkaminőség, valamint a munkavégzés feltételei számottevően javultak.
7. kép: A GeoSteer kormányzási rendszerrel vezérelt gépkapcsolat és az antenna a dual SIM modemmel
A nagy pontosságot eredményező jelkorrekciós rendszerek alkalmazása egyes helymeghatározási feladatoknál (pl.: területmérés, esetleges határviták eldöntése) különösen fontos lehet, más esetekben (pl. kézi talajminta-vételezés) nem indokolt. Tekintettel arra, hogy az egyes gépek vezérléséhez eleve szükséges a minél pontosabb jelek vétele, a gyakorlatban mindenki törekszik a maximális pontosság elérésére. A növénytermesztési munkálatok jó részéhez azonban nem szükséges a legpontosabb jel, ezért költséghatékony megoldás lehet, ha csak bizonyos időszakokban fizetünk elő valamely térítéses korrekcióra, hogy a nagy pontosságot igénylő beavatkozásokat kellő precizitás mellett tudjuk elvégezni. Bár, ha saját bázisállomás beszerzése mellett döntünk, akkor egyszeri többletköltség mellett állhat rendelkezésünkre egész évben az abszolút pontos RTK korrekció.
Smuk Norbert, Pörneczi Attila, Dr. Milics Gábor
NYME, Mezőgazdaság- és Élelmiszertudományi Kar, Biológiai Rendszerek Műszaki Intézete
