Навигационные системы для сельскохозяйственной техники

Встатье рассмотрена система навигации в сельском хозяйстве. Описано положительное влияние на количество и качество урожая своевременного выполнения технологических операций.

Ключевые слова: навигация, сельское хозяйство, Глонасс, GPS-приемник.

На современном этапе развития агропромышленного производства в России одним из наиболее популярных и рентабельных направлений в области ресурсосберегающих технологий, стала навигация. Навигатор для сельского хозяйства решает несколько иные задачи, нежели в области транспорта и логистики грузоперевозок.

Навигационные системы в области растениеводства призваны решать следующие задачи:

Экономия удобрений, средств защиты растений, семян, топлива и других средств производства за счет сокращения ширины линии двойной обработки между двумя проходами сельскохозяйственной техники. Это составляет от 3 до 15 % и более (на разных технологических операциях) от стоимости проводимых работ. Интенсификация использования сельскохозяйственной техники (дают возможность качественно работать в полях в ночное время суток, в туман, при запыленности и задымленности). Это в свою очередь позволяет более своевременно выполнять все технологические операции, что положительно сказывается на количестве и качестве урожая. Повышение точности, а значит качества выполнения всех технологических операций.

На российском рынке, в настоящее время, можно найти навигационные системы для сельскохозяйственной техники различных производителей которые делятся на два основных типа: — система параллельного вождения (курсоуказатель, электронный маркер); — автопилот для трактора или комбайна (гидравлический или подруливающее устройство). Системы, обеспечивающие параллельное вождение, как правило, состоят из:

-          GPS-приемника (сейчас на рынке появляются приемники, дающие возможность использовать для определения координат, в том числе, и спутники ГЛОНАСС);

-          Основного модуля, в котором происходит обработка данных, настройка системы и вывод указания курса на дисплей для механизатора;

-          Провода, соединяющего антенну с основным модулем и провода питания, который позволяет подключить прибор к бортовой электросети чаще всего от прикуривателя в тракторе [6].

-          Такого типа GPS-навигаторы для сельского хозяйства работают по схеме:

-          Система параллельного вождения оперативно устанавливается на любую технику;

-          Настройка системы и обучение механизаторов тоже не занимает много времени (при настройках вводится ширина захвата агрегата, который установлен на трактор, или ширина жатки);

-          При выходе в поле механизатор фиксирует специальной кнопкой начало движения (точка «А») после этого, совершив первый проход по полю, он обозначает конечную точку движения (точку «B»). При этом в памяти прибора сразу автоматически строятся параллельные линии на расстоянии введенной в настройках ширины захвата.

-          После этого можно непосредственно осуществлять параллельное вождение по курсоуказателю, который появится на основном блоке прибора (при этом двигаться можно, как в режиме прямых линий, так и повторяя все неровности первого прохода).

Системы параллельного вождения позволяют механизатору работать с точностью 20–40 см (с большей точностью физически сложно вести любой трактор по указанному курсу в соответствии с требованиями к выполнению технологических операций). Однако некоторые приборы обладают большей точностью — другие меньшей (в зависимости от поправки GPS-сигнала, используемой на приборе). Цена систем параллельного вождения варьирует в зависимости от точности работы прибора, возможностей развивать ее в дальнейшем до автопилота (или с базовой RTK GPS станцией) и др. [5].

Таблица 1

Характеристики ряда систем параллельного вождения приведены в таблице*

*Данные взяты с сайта http://agro.paracels-pr.ru/archive/23/555.

В настоящее время существуют системы двух уровней: полностью автоматизированная система, когда вмешательство механизатора в управление не требуется, и вспомогательная система — подруливающее устройство, когда механизатору нужно следить за препятствиями на пути и брать управление на себя при разворотах и на концах загона.

Компания «Jonh Deere» (США) разработала новую инновационную систему автоматического вождения для любой техники: новый универсальный комплект для автоматического вождения AutoTrac 200, который устанавливается на машины предыдущих моделей производства компании «Jonh Deere», а также на тракторы, комбайны и кормоуборочные комбайны других производителей.

Согласно оценкам экспертов, в зерновых севооборотах можно сэкономить 250–500 руб. затрат на 1 гектар благодаря использованию систем параллельного вождения. В севооборотах с пропашными культурами экономия, по этим оценкам, достигает даже 500–1500 руб./га. Еще больший потенциал предполагается в овощеводстве. Первые практические испытания показали, что благодаря системам параллельного вождения можно сэкономить до 8 % горючего. В хозяйствах имеющих 1000 га земли, при четырехкратной обработке площадей в год можно сэкономить 4000 л. дизельного топлива. Кроме того, сокращается время простоев техники из-за усталости или ошибок механизатора; по оценкам тех же экспертов, этот эффект дает экономию в 50–250 на час работы.

Испытания системы автоматического вождения для любой техники в России, проведенные Центром «Гемир» на площадях ООО «Интеко-Агро» в Белгородской области, показали, что установка системы на неподготовленный трактор «Jonh Deere» заняла не более 10 мин., 12 механизаторов, ранее не работавших с системой параллельного вождения, обработали поле культиватором «Хорш» (18,3м) по 2 захода длинной 800 метров, за минимальное время, при этом средняя ошибка расстояния между рядами составила 25 см. Использовалась поправка VBS спутника Omistar. Проведенные испытания показали, что система проста в использовании и эффективна при работе с широкозахватными агрегатами, особенно в сложных погодных условиях.

В настоящее время на Российском рынке представлено широкое разнообразие подобных приборов:

-                    От фирмы Leica — mojoMINI (оптимальное сейчас соотношение по цене-качеству среди недорогих приборов), Mojo3D;

-                    От Claas Systems — Outback S-lite (широкораспространенныйприбор), Outback S3, Outback Sts;

-                    От Trimble — EZ-Guide 250 (распространенные приборы, заменил собой систему EZ GuidePlus), EZ-Guide 750 (заменил собой систему ИЗИ-Гайд 500);

-                    От Raven — Cruizer, Cruizer II;

-                    От JohnDeere — в России используется StarFire;

-                    От TeeJet — Matrix, Voyager.

Подводя итог, выше сказанному можно отметить что, эти технологии обеспечивают более точное вождение агрегата в поле и объективную оценку проведения работ. В результате повышается урожайность, улучшается качество продукции и сокращаются затраты на средства производства. Однако внедрение таких технологий связано с достаточно высокими первоначальными инвестициями. Тем не менее, экономические расчеты показывают, что, несмотря на высокую стоимость внедрения технологий прецизионного земледелия они могут окупиться в условиях сельсхозпроизводства нашей страны при условии тщательного планирования инвестиций и оптимизации менеджмента в самих хозяйствах, а также улучшения условий кредитования со стороны банковских структур и государства.

Литература:

1.                      Клочков А. В., Маркевич А. Е. Возможности применения курсоуказателей с системой GPS// Белорусское сельское хозяйство. Ежемесячный научно-практический электронный журнал. http://agriculture.by

2.                      Математические основы специальности: Учебн. для вузов/ В. П. Кожухов, В. М. Жухлин, В. А. Логиновский, А. Н. Лукин, В. Т. Кондрашихин. М.: Транспорт, 1993. 200 с.

3.                      http://eco-razum.com/about/parallelnoe-vojdenie-navigator-dlya-s-h.php

4.                      http://agro.paracels-pr.ru/archive/23/555