Системы спутниковой навигации для опрыскивателей и другой с/х техники

Описание

Многие годы успешное решение проблемы точного вождения сельскохозяйственной техники для качественного выполнения различных работ зависело от двух взаимосвязанных факторов: профессиональных навыков механизатора и наличия четких ориентиров, задающих маршрут движения по полю. При этом важными были как уровень подготовки и опыт механизатора, так и вид и качество ориентиров (технологическая колея, колышки, разметка пеной и т. п.). Появление в конце XX века космических навигационных систем привело к революционным изменениям в технологии вождения любых транспортных средств: самолетов, кораблей, автомобилей и др. Не прошли они и мимо машин, используемых в агропроизводстве. В сельском хозяйстве получили широкое распространение и доказали свою эффективность приборы для управления движением тракторов и комбайнов, использующих GPS-приемники (GPS—Global Positioning System — система глобального позиционирования).

В зависимости от набора функций, GPS-системы можно разделить на:

- курсоуказатели (наиболее простые устройства, показывающие на светодиодной панели или ж/к экране отклонение агрегата от требуемой траектории);

- системы подруливания (подключаются к рулевому управлению машины и самостоятельно ведут агрегат по заданной траектории);

- системы автопилотирования (обеспечивают автоматическое управление агрегатом, включая работу в загоне и развороты).

Система глобального позиционирования (GPS) - это спутниковая навигационная система, состоящая из работающих в единой сети 24 спутников, находящихся на 6 орбитах высотой около 17000 км над поверхностью Земли. Спутниковая система GPS известна также под названием NAVSTAR. Она позволяет в любом месте, почти при любой погоде, определить местоположение и скорость объектов. Основной принцип использования системы — определение местоположения путём измерения расстояний до объекта от точек с известными координатами — спутников. Расстояние вычисляется по времени задержки распространения сигнала от посылки его спутником до приёма антенной GPS-приёмника. Для определения координат и высоты приёмника, используются сигналы как минимум с четырёх спутников.

Функционирует также российская спутниковая система навигации ГЛОбальная НАвигационная Спутниковая Система (GLONASS). Основой системы должны являться 24 спутника. Принцип измерения аналогичен системе GPS (NAVSTAR). На 30 января 2009 года количество действующих спутников составляло 18 штук, что обеспечило 100 % непрерывную навигацию почти на всей территории России.

Минимальная погрешность системы GPS составляет три метра и зависит от качества GPS-приемника, погодных условий, окружающего ландшафта и многих других факторов. В настоящее время погрешность определения координат в системе ГЛОНАСС составляет порядка 50 метров при использовании спутников «Глонасс» и порядка 15 м для спутников «Глонасс-М» с улучшенным бортовым стандартом частоты. К 2010 году планируется обеспечить точность до пяти метров. Подобные погрешности исключают возможность использования систем навигации в сельском хозяйстве. Для повышения точности необходимо использовать так называемый DGPS сервис, обеспечивающий получение дополнительных дифференциальных поправок, уточняющих местоположение GPS приёмника.

DGPS (англ. Differential Global Positioning System) — дифференциальная система GPS. DGPS используется для исключения атмосферных искажений сигнала на приёмниках. Сигналы DGPS коррекции посылают пользователям по радио (рис. 1). Основные источники сигналов DGPS — это радионавигационные маяки и спутники на геостационарной орбите. Сигналы дифференциальной коррекции от радиомаяков передаются на средних частотах (283,5-325 кГц). Радиосигналы на этих частотах подвержены отражению от земной поверхности. Поэтому холмистая и горная местность обычно не влияет на приём сигнала.
Бесплатные дифференциальные поправки предоставляют системы WAAS (США), EGNOS (Европа) и MSAS (Япония).

EGNOS (European Geostationary Navigation Overlay Service) представляет собой Европейскую геостационарную службу навигационного покрытия. EGNOS предназначена для улучшение работы системы GPS на территории Европы и является европейским аналогом системы WAAS. Зона действия EGNOS охватывает всю Европу и небольшую Европейскую часть России. Все навигационные устройства для сельского хозяйства могут работать с данным видом поправок, и практика показала, что на территории Беларуси достигается приемлемая точность. Обеспечивается точность движения по параллельным рядам от 20 до 30 см...

Полный текст статьи "Возможности применения курсоуказателей с системой GPS" (авторы - А.В.Клочков, А.Е. Маркевич)