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.Ennek oka az USA védelmi minisztériumának úgynevezett S/A (szelektív elérhetőség) kódzavarásának volt köszönhető. Azonban 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 helyzetmeghatározó 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, légkörből eredő 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 geodéziai mérésekre használják. 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 kinematikus mérés) nevezi. Mivel a globális helymeghatározó rendszer működése teljesen független a napszakoktól, ezért ezen eszközökkel elvégezhetők a vetés, mechanikai növényápolás, növényvédő szerek és műtrágyák nagy pontosságú kijuttatása akár éjjel is (1. ábra).
Jelenleg a piacon GPS-ünkhöz több pontossági szint közül választhatunk. Ezek közül az első az ingyenesen igénybe vehető, Európában rendelkezésre álló EGNOS műholdas (SBAS, SatelliteBasedAugmentation System) jelkorrekció. Ennek előnye, hogy a készülék bekapcsolását követően szinte azonnal hozzáférhető, azonban csatlakozáskor ideális körülmények esetén 30 cm-es pontosság érhető el vele, de sajnos a visszatéréskor a pontatlanság akár több méter is lehet. Felhasználása széles körű, 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.
Mint ahogy azt fentebb már említettük, az EGNOS korrekciót a gyártók kisebb pontosságot igénylő műveletekhez ajánlják, azonban egy méréssorozat során megvizsgáltuk a rendszer nyújtotta lehetőségeket kukoricavetés során. A kísérlet során egy elektromos robotpilótával felszerelt traktor EGNOS korrekciót alkalmazva üzemelt.
A vetést követően random jelleggel kézi mintavételezést hajtottunk végre, ahol a csatlakozó soron végig haladva megmértük a kukoricasorok távolságát (2. ábra). Tapasztalataink szerint, ahogy azt a 3. ábrán is láthatjuk, az egyenesen haladás mértéke már az EGNOS-os jelkorrekció mellett is kielégítő, azonban a csatlakozások során 4,5–5 cm-es sodródás volt tapasztalható. Ennek mértékét az „A” „B” egyenes csatlakozásonkénti igazításával jelentékenyen lehet mérsékelni.
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 a helymeghatározást: az OmniSTAR VBS (VirtualBaseStation) 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 széles körűen 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 TrimbleCenterpoint RTX korrekciót alkalmaztuk és ezzel kapcsolatosan végeztünk ellenőrző vizsgálatot. A vizsgálatok révén igazolást nyert, hogy 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.
A hazai jelkorrekciós, úgynevezett GNSS Szolgáltató Központ a Földmérési és Távérzékelési Intézet (FÖMI) penci Kozmikus Geodéziai Obszervatóriumában található. A szolgáltatónál térítés ellenében nem csak ez a pontosság érhető el, hanem a jóval pontosabb, centiméter 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.
Jelenleg a legpontosabb korrekció, mely a mezőgazdasági felhasználók részére elérhető, a korábban már említett valós idejű kinematikus, azaz az RTK (5. ábra).
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 hely- zetmeghatározás igénybevételéhez szükséges egy bázisállomás, mely lehet saját, vagy mobilhálózaton továbbított adat. Széles körűen alkalmazható, gondolván itt 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 elérhetőek. Ahogy az a képen is jól látszik, lehetőség nyílt szinte a növény tövéig állítani a munkaszélességet a növény károsítása nélkül (6. ábra).
Hazánkban is elérhetők az egyes gépcsaládokhoz tartozó saját jelkorrekciós rendszerek, amelyek a pontosság tekintetében hasonló lépcsőfokokat jelentenek. Egyik példa lehet erre a John Deer saját fejlesztésű és működtetésű StarFire rendszere, amely az SF1 használata esetén a +/-30 cm-es, az SF2 esetén a +/-10 cm-es csatlakozási pontosságot biztosítja. Természetesen ennél a rendszernél is a cm-es élességű RTK jelenti az elérhető maximális pontosságot és a legkiválóbb megbízhatóságot.
A jelkorrekciók alkalmazása egyes helymeghatározási feladatoknál (pl. területmérés, esetleges határviták eldöntése) különösen fontos lehet, más esetekben (pl. kézi talajmintavételezés) 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 bázis- állomás beszerzése mellett döntünk, akkor egyszeri többletköltség mellett állhat rendelkezésünkre egész évben az abszolút pontos RTK korrekció.
Smuk Norbert –Dakos Ákos –Milics Gábor
A cikk szerzője: Smuk Norbert
