GPS w rolnictwie - Reflekcje o przyszłości rolnictwa precyzyjnego

Każdy kolejny rok przynosi znaczący postęp dziedzinie rolnictwa precyzyjnego zarówno w Polsce, jak i na całym świecie. Kilka lat temu gospodarstwo rolne przypominało zapomniane przedsiębiorstwo, w którym prace wykonywane były za pomocą sprzętu zakupionego w „poprzedniej epoce”. Obecnie, niewiele jest gospodarstw, które nie skorzystały z dotacji unijnych w postaci dopłat bezpośrednich lub różnego rodzaju programów operacyjnych, dzięki którym dokonano różnorodnych inwestycji nie tylko unowocześniających park maszynowy, lecz całkowicie zmieniających technologię produkcji.
Jednym z kluczowych osiągnięć technologicznych w tym okresie, jest wprowadzenie rolnictwa precyzyjnego, w tym automatycznego sterowania maszyny dzięki systemowi GPS. Jednym z pionierów, wprowadzenia tego typu rozwiązań jest znana i szanowana na rynku firma John Deere, która już w latach 90-tych, czyli w okresie, kiedy pełne możliwości systemu GPS nie były dostępne dla użytku cywilnego, wprowadziła na rynek pierwsze technologie rolnictwa precyzyjnego.

Własne sygnały korekcyjne.
Zasadniczym elementem decydujących o jakości wykonanej pracy przez automatyczne systemy prowadzenia lub technologie rolnictwa precyzyjnego, wykorzystujące satelity GPS, jest dokładność ich sygnałów. Ze względu na różnego rodzaju czynniki zewnętrzne m.in. zakłócenia w jonosferze, błędne orbity satelit oraz błędy zegara odbiornika, otrzymywana maksymalna dokładność pozycjonowania mieści się w granicach od 3 do 5 metrów. W innych dziedzinach życia, np. żeglarskie taka dokładność nie jest istotna, lecz dla operatora maszyny rolniczej jest to istotna różnica nie do przyjęcia. W Europie, Stanach Zjednoczonych, Japonii oraz Chinach udostępnione zostały specjalne sygnały korekcyjne zwiększające dokładność pozycjonowania do powyżej 50 cm. Jest to ogromny postęp w kierunku zwiększenia precyzji odbiornika, jednakże niewystarczający do zastosowań w rolnictwie. Firma John Deere jako jedyny producent w branży rolniczej posiada swoją własną sieć korekcyjną StarFire udostępniającą wszystkim użytkownikom technologii John Deere, darmowy sygnał korekcyjny SF1, który umożliwia określenie położenia z dokładnością nieprzekraczającą 30cm (przez 50% czasu dokładność nie przekroczyła wartości 10cm). Dodatkowo istnieje możliwość wykupienia specjalnego abonamentu na odbiór jeszcze bardziej precyzyjniejszego sygnału SF2, dzięki któremu jesteśmy wstanie otrzymać dokładność 10cm (a przez 50% czasu działania dokładność nie przekroczyła wartości 3,5cm). Nie jest to maksimum możliwości odbiornika StarFire iTC, ponieważ wystarczy zaopatrzyć się w swoja prywatną stację referencyjną RTK, którą należy umieścić w pobliżu obrabianego pola, a dokładność jaką otrzymujemy na odbiorniku wynosi 1-2cm! Co jest najistotniejsze, standardowy odbiornik StarFire iTC umożliwia odbiór wszystkich trzech sygnałów korekcyjnych, zarówno SF1, SF2 oraz RTK. W przypadku zamiaru rozbudowania systemu nie jesteśmy zmuszeni do zakupu nowego odbiornika, lecz co najwyżej do modernizacji istniejącego sprzętu. Dodatkowo określenie iTC oznacza, że każdy standardowy odbiornik John Deere wyposażony jest w „Moduł Kompensacji Terenu” umożliwiający prace na stoku. W przypadku gdy ciągnik pracuje na pochyłościach a nie jest wyposażony w taki moduł, to następuje błędne wyznaczenie jego pozycji.

Trzy systemy prowadzenia.
Podobnie jak maszyny rolnicze, również systemy prowadzenia maszyn można podzielić według cech, jakimi się charakteryzują. Najprostszy system prowadzenia równoległego Parallel Tracking przeznaczony jest przede wszystkim dla osób, które posiadają starszy sprzęt rolniczy i dodatkowo chcą prowadzić prace polowe bez korzystania ze znaczników. Kolejnym systemem, w tym przypadku całkowicie zautomatyzowany system prowadzenia maszyny – Universal AutoTrac –przeznaczony jest on natomiast dla starszych modeli ciągników marki John Deere oraz innych maszyn konkurencji wyprodukowanych przez firmy konkurencyjne. Niemniej jednak, najbardziej zaawansowanym systemem jest w pełni zintegrowany zestaw AutoTrac –przeznaczony dla nowych maszyn marki John Deere. Zatem szeroka gama oferowanych zestawów umożliwia wybór technologii idealnie dopasowanej do potrzeb klienta.

Parallel Tracking
Jest to najprostszy system prowadzenia maszyny. Składa się on z wyświetlacza, odbiornika oraz ze specjalnej wiązki przewodów. Jedynym miejscem połączeniowym z maszyną są specjalne wsporniki na odbiornik oraz wyświetlacz oraz wtyk zapalniczki samochodowej, z której pobierane jest zasilanie. Możliwe jest również podłączenie zasilania bezpośrednio do akumulatora. Całość zestawu można zamontować zarówno na maszynach marki John Deere, ale również na różnego rodzaju maszynach innych producentów. Obsługa systemu jest bardzo prosta, a polega na wyznaczeniu pierwszego przejazdu przez operatora i następnie wprowadzeniu szerokości roboczej maszyny. System automatycznie wyznaczy wirtualne linie przejazdów oraz wirtualną linie nawrotów. System przede wszystkim umożliwia pracę bez znaczników, dzięki czemu idealnie nadaje się przy nawożeniu mineralnym, ułatwiając w ogromnym stopniu dokonanie tego zabiegu, szczególnie gdy wykonywany jest on przed wschodem roślin, gdzie nie zostały jeszcze wyznaczone ścieżki przejazdowe. Dzięki pracy bez znaczników istnieje możliwość wykonywania zabiegów przy złej widoczności – nie ma różnicy czy pracujemy w kurzu, we mgle lub nocy, operator kieruje się wskazaniami wyświetlacza, przez co nie musi koncentrować się i wypatrywać znaczników. Dodatkowo możliwe jest wykonywanie oprysków w nocy, gdzie mamy wręcz idealne warunku atmosferyczne - brak wiatru i odpowiednia wilgotność. Dzięki tym wszystkim czynnikom wydłużony zostaje czas pracy, a co za tym idzie dobowa wydajność danego zestawu maszynowego. Niemniej jednak kluczowym elementem decydującym o jakości wykonanej pracy jest człowiek. To od operatora zależy jak dokładnie zostanie wykonany dany zabieg, a system Parallel Tracking, tak naprawdę, jedynie wspomaga prowadzenie pojazdu, prowadząc operatora po wcześniej wyznaczonych przejazdach, idealnie oddalonych od siebie, o szerokość roboczą maszyny.

Universal AutoTrac
Kolejnym kamieniem milowym w rozwoju systemów prowadzenia jest zestaw Universal AutoTrac. Przeznaczony dla starszych maszyn John Deere, ale również dla maszyn konkurencji. Lista obsługiwanych platform wynosi już ponad 100 modeli i jest ona stale uzupełniana. O tym czy dana pod daną maszynę można podłączyć Universal AutoTrac decyduje dostępność specjalnego adaptera dopasowującego kolumnę kierownicy do mechanizmu sterującego. Podobnie jak Parallel Tracking zestaw Universal AutoTrac składa się z tej samej anteny oraz z tego samego wyświetlacza. Dodatkowym elementem systemu jest specjalny mechanizm sterujący montowany na kolumnie kierownicy oraz specjalna karta aktywująca system automatycznego prowadzenia maszyny. System można z łatwością przenosić z maszyny na maszynę (montaż zajmuje ok. 45 minut), dzięki czemu cały zestaw może być wykorzystywany niemalże przy każdej pracy – przed zbliżającymi się żniwami zamontowany na kombajnie zwiększa jego możliwości, po czym po sezonie może zostać ponownie zamontowany na ciągniku dla innych prac polowych. Obsługa systemu jest niemal identyczna jak w przypadku Parallel Tracking, różni się jedynie tym, że poprzez naciśnięcie jednego przycisku system zostaje załączony i automatycznie prowadzi maszynę po wcześniej wytyczonej trasie. Zalet stosowania systemu jest bardzo wiele, przede wszystkim istnieją dwa nurty: zalety dla operatora oraz zalety dla właściciela maszyny. Dla operatora jest to: większy komfort pracy, lepsze kontrola pracy narzędzia oraz zwiększenie prędkości roboczej, a co za tym idzie szybsze wykonanie pracy przy perfekcyjnym jej wykonaniu. Dla właściciela maszyny do podstawowych zalet systemu należy: perfekcyjnie i szybko wykonane zabiegi, niezależnie czy były one wykonane w pierwszej czy ósmej godzinie pracy, przez doświadczonego operatora lub dopiero co zatrudnionego pracownika, redukcja nakładek nawet o 90%, dzięki czemu otrzymujemy oszczędność poniesionych nakładów, w postaci nasion, nawozów, chemii oraz paliwa nawet o 8%! Krótko mówiąc dzięki systemowi AutoTrac zmniejszone zostają koszty pracy przy jednoczesnym zwiększeniu wydajności oraz komfortu pracy.


AutoTrac
Do najbardziej zaawansowanych systemów prowadzenia maszyny należy system AutoTrac. Dedykowany dla nowszych maszyn marki John Deere i wymaga specjalnego przygotowania maszyny nazwanego AutoTrac Redy („przygotowany na AutoTrac”). Polega to na wyposażeniu ciągnika w specjalne moduły zomontowane na hydraulice układu kierowniczego maszyny, dzięki czemu otrzymujemy niemal idealną dokładność działania z niemal natychmiastowym czasem reakcji w przypadku zjechania z wcześniej wyznaczonej trasy. Dzięki ukrytym elementom kierowania kabina maszyny pozostaje w pełni przestronna i ergonomiczna. Jedynymi widocznymi elementami systemu jest odbiornik umieszczony na specjalnym mocowaniu w przedniej części dachu kabiny oraz wyświetlacz zamocowany na prawym słupku w kabinie. Wszystkie z wiązek połączeniowych zostały ukryte, a gniazda połączeniowe znajdują się blisko zamontowanych elementów systemu. Zalety stosowania systemu są identycznie jak w przypadku korzystania z Universal AutoTrac oraz samo jego włączenie również następuje po naciśnięciu specjalnego przycisku. Do tej pory do zadań operatora oprócz regulowanie prędkości obrotowej silnika należało wykonanie pierwszego przejazdu, wykonywanie nawrotów oraz kontrola prawidłowego działania systemu. Od 4 kwartału tego roku, firma John Deere, jako jedyny producent sprzętu rolniczego, wprowadza specjalny system iTEC Pro, który umożliwi automatyczne wykonywanie uwroci! Diametralnie zmniejszy to pracę wykonywaną przez operatora, gdyż będzie on jedynie odpowiedzialny za dojechanie na pole, regulację prędkości silnika, załączenie i kontrolę działania całego systemu. Zatem prowadzenie maszyny po wcześniej wytyczonych trasach, jaki i wykonywanie nawrotów oraz zarządzanie narzędziem na uwrociu będzie wykonywane automatycznie i nadzorowane przez system iTEC Pro.

Trzy różne technologie – te same elementy systemu.
Wszystkie z powyższych systemów składają się z tego samego wyświetlacza – GS4 – oraz z tego samego odbiornika – StarFire iTC – dodatkowo pracują one z wszystkimi oferowanymi sygnałami korekcyjnymi – SF1, SF2 oraz RTK. Różnica między nimi wynika jedynie z dodatkowo zainstalowanych elementów w maszynie oraz z aktywowanych opcji systemu. Co więcej, przy modernizacji posiadanego zestawu nie jesteśmy zmuszeni do wymiany całego sprzętu, a jedynie do dokupienia dodatkowych składników systemu, a co za tym idzie oszczędności przy kolejnych inwestycjach. Kupując dowolny system, Parallel Tracking, AutoTrac lub Universal AutoTrac w pakiecie razem z ciągnikiem, gospodarstwo otrzymuje zwrot nawet 50% całkowitej inwestycji, co w znacznym stopniu zmniejsza poniesione koszty. Dodatkowo John Deere Polska wprowadził specjalna promocję na zakup tych systemów z nowym ciągnikami 6030 i 7030 Mannheim, obniżając koszt zakupu, w zależności od wybranego systemu nawet o 5000 euro! Nigdy do tej pory w historii tego typu precyzyjne systemy nie były oferowane w tak przystępnej cenie, w wyniku czego widoczne jest znaczne zwiększenie zainteresowania u potencjonalnych klientów.