Все, что нужно знать об RTK

Насколько глубоко современные инновационные технологии проникли в среду сельского хозяйства? А задумывались ли мы, как их использовать, и используем ли мы их вообще?
Уже много лет на слуху термин «технологии точного земледелия», но до сих пор далеко не каждый сельхозтоваропроизводитель имеет какие-либо знания о них и умеет правильно их использовать.

С чего же начать? Предлагаем начать с определения, что же такое точное земледелие.

Как вам такой вариант: точное земледелие – это когда нужное количество необходимого вещества, будь то семена, удобрения или другие материалы, поместили в нужное время в нужное место и в нужном количестве и так же, по этим же принципам, собрали выращенный урожай, оптимально используя доступные ресурсы и технику?

Вы заметили: буквально в каждом предложении мы используем слово «точность»?

Почему же точность так важна? Сразу оговоримся: разные культуры требуют разного уровня точности. Культуры сплошного сева менее чувствительны к огрехам в процессе возделывания в отличие, например, от овощей или пропашных культур.

Мы предлагаем рассмотреть культуры, наиболее требовательные к высокой точности при возделывании. Самую большую эффективность и экономический эффект можно получить, используя космические технологии GPS/GLONASS на культурах с рядковым посевом и относительно узким междурядьем - от 15 до 50 см. К ним относятся сахарная свекла, соя, картофель, лук и другие овощные культуры. Также значительный эффект наблюдается на пропашных культурах: кукурузе на зерно и подсолнечнике.

Рассмотрим конкретный пример: возделывание картофеля. Его традиционно возделывают с междурядьем от 45 до 90 см. Все знают, что для качественного урожая этой культуры и для правильного роста и развития клубня важно нарезать гребни абсолютно прямолинейно и параллельно и затем поместить саженцы картофеля точно в центр этого гребня. Такой точности можно достичь, только используя системы автовождения с GPS/GLONASS с точностью RTK до 3 см от ряда к ряду и из года в год.

Что же такое RTK?

RTK (Real Time Kinematic) – технология, обеспечивающая сантиметровую точность координат в реальном времени. RTK обеспечивает высокую точность для всего цикла сельскохозяйственных работ, начиная от подготовки почвы и заканчивая уборкой.

В этой статье мы покажем реальные данные всего двух производителей, специализирующихся на выращивании сахарной свеклы, картофеля и других овощных культур. Замеры делали после оснащения тракторов системами автовождения с точностью RTK в сравнении с традиционной технологией. Результаты оказались выше их ожиданий. Смотрите сами.

В производстве картофеля с междурядьем 90 см:

• выросла производительность машин по посадке картофеля на 18%, что дало возможность работать круглые сутки (24 часа);
• снизились затраты в производственной себестоимости на 11% в технологической операции посадки картофеля;
• операция по нарезке гребней позволила повысить качество получаемой сельхозпродукции, сократить период проведения вида работ на 23%, что отразилось на приросте урожая картофеля на 9 - 11%;
• операция по защите сельхозкультур от болезней и вредителей, т. е. модель внесения СЗР, позволила снизить расход на приобретение СЗР на 22%.

На рисунках 1 и 2 можно увидеть объём потерь урожая, а на рисунках 3 и 4 - результат использования систем автовождения с точностью RTK.

Аналогичные замеры были произведены на посевах сахарной свеклы с междурядьем 45 см и лука с междурядьем 30 см:

• произошла оптимизация технологических операций, роста производительности механизированных работ;
• технология точной междурядной обработки за счет использования систем автовождения с точностью РТК позволила на 23% снизить применение обработок с использованием гербицидов;
• производительность на посеве овощных культур повысилась до 25%;
• производственная себестоимость снизилась на 13%.

Более наглядно потери урожая свеклы заметны, если мы не используем системы автовождения с высокой точностью, что можно увидеть на рисунках 5 и 6, которые также отражают пересевы, нахлёсты и пропуски на разворотных полосах и обсеве клиньев, а также потери при междурядной культивации. По оценке наших специалистов, такие потери могут достигать 25%, что является недопустимым в условиях доступных возможностей технологического уровня развития.

Именно RTK-технология является самым главным и основным элементом в точном земледелии. Ведь даже в терминологии точного земледелия мы говорим о высокой точности. Традиционно структура RTK состоит из совокупности высокотехнологичных и профессиональных устройств.

На примере сети базовых комплексов Федеральной группы компаний «Технологии Точного Земледелия» (на текущий момент сеть состоит из 163 базовых комплексов) мы расскажем о компонентах технологии RTK. Сердцем и мозгом каждого базового комплекса является геодезическая базовая станция, которая может работать с системами автовождения любого производителя, не имеет ограничения по используемым протоколам. Используемая базовая станция имеет 220 каналов, что позволяет принимать сигналы всех современных спутниковых группировок: ГЛОНАСС, GPS, BeiDou, Galileo, SBAS, QZSS. Используемая спутниковая антенна GNSS Trimble Zephyr 2 идеально подходит для нужд сельхозназначения. Антенна имеет широкий диапазон отслеживаемых частот GNSS: GPS (L1, L2, L5), ГЛОНАСС (L1, L2, L3), Galileo (E1, E2, E5, E6), SBAS (WAAS, EGNOS, QZSS, GAGAN, Msas и OmniStar).

Для обеспечения доставки корректирующей поправки было решено не использовать имеющиеся GSM - сети сотовых операторов ввиду неудовлетворительного покрытия большинства полей в Российской Федерации. К тому же сотовый Интернет хорош для просмотра фильмов или отправки электронной почты, но абсолютно не пригоден для обеспечения точности RTK, ведь базовая станция генерирует корректирующую поправку каждую секунду, и критично доставить каждую поправку в навигационный приемник системы автовождения на тракторе.

Именно по этим причинам в качестве транспорта было выбрано решение, построенное на передаче данных по радиоканалу в УКВ-диапазоне. Базовый модем большой мощности позволяет обеспечить устойчивую передачу корректирующей поправки без потерь и искажений. Для обеспечения необходимой дальности доставки поправки используются доступные высокие здания, как правило элеваторы, или возводятся радионавигационные мачты высотой 44 метра. Такие же мачты используются в Радиотехнических войсках Вооруженных сил России. Они изготавливаются по специальному заказу, имеют оптимальную высоту 44 м, что обеспечивает гарантированное и устойчивое прохождение поправки через любые препятствия рельефа местности и лесополосы.

Важный момент – выбор места установки базовой станции и мачты с передающим оборудованием. Для расчета радиопокрытия специальное подразделение ГК «Технологии Точного Земледелия» проводит предварительные расчеты, используя специальное профессиональное программное обеспечение, и при необходимости изыскательские работы на местности.
Некоторые примеры расчётов представлены на рисунках 7 и 8 (перепады рельефа местности в 3 D; расчет покрытия с дополнительной установкой репитера, чтобы обеспечить радиопокрытием сложный участок местности).

Резюмируя, в сухом остатке получаем следующее.

Использование RTK-технологии позволит вам:

• производить полевые работы с максимальной погрешностью до 3 см от ряда к ряду и из года в год;
• исключить пропуски и перекрытия при полевых работах;
• исключить потери при механической культивации;
• исключить огрехи при опрыскивании широкозахватной техникой;
• сократить срок полевых работ, работать в ночное время и при любых погодных условиях;
• снизить производственные затраты;
• повысить эффективность и выработку операторов сельхозтехники;
• исключить техническую зависимость при получении поправки со спутника в случаях проведения технических работ на целевых геостационарных спутниках или выхода спутников из строя;
• получать корректирующий сигнал моментально 24/7 и 365 дней в году без задержек на настройку сходимости;
• исключить потерю сигнала вследствие наличия естественных препятствий: ЛЭП, лесополос.

Без RTK-технологии нет точного земледелия, нет дифференцированного внесения материалов, нет правильной обработки СЗР, нет технологии Strip-Till.

Зачастую в наше время сельхозмашины различных производителей доходят до своего покупателя уже с предустановленной навигацией. И, как правило, везде установлена навигация различных брендов. Если вы столкнётесь с такой ситуацией, то не нужно делать Trade-in и менять имеющуюся навигацию. Специалисты ГК «Технологии Точного Земледелия» имеют ресурсы и знания, чтобы запустить навигацию любого производителя с точностью RTK: Topcon, Trimble, Claas, Raven, TeeJet, OutBack, AG Leader, Muller, John Deere Auto Trac.

Отдельный акцент – возможность подключения штатной навигации John Deere к любой базовой станции RTK.

RTK-технология необходима во многих операциях: создание точной карты полей¸ ровный посев, междурядная культивация по следам посева, опрыскивание и разбрасывание, дифференцированное внесение удобрений, одновременное управление трактором и агрегатом, планировка поверхности поля/создание уклона или ровной поверхности. Немаловажно, что система является ресурсосберегающей технологией: за счет уменьшения полос перекрытий до минимума снижается расход удобрений и средств защиты растений. При обработке гербицидами огрехи могут негативно отразиться на урожайности не только необработанных участков, но и всего поля. При вождении обычным способом механизатор, чтобы избежать пропусков, старается проходить соседние ряды с перекрытием, что значительно усугубляет фитотоксичность препаратов. В конечном счете перекрытия составляют до 20% площади поля. За счет технологии RTK данная проблема полностью исчезает. За счет точной навигации «не размывается» первоначальная технологическая колея: система записывает траекторию движения и дает механизатору возможность попасть в ту же колею при повторной обработке поля.

Системы автовождения, базовые комплексы RTK – сложные програм-мно-аппаратные решения, и наша рекомендация: доверьтесь профессионалам.

Задача ГК «Технологии Точного Земледелия» - создать для вас такие условия, чтобы все самые современные технологии и решения использовались вами эффективно и бесперебойно, обеспечивая максимальный результат при минимальных потребностях в ресурсах.

И. ГОЛОВАТАЯ, независимый агроконсультант, ученый агроном