Какая точность приемника подходит для полевых работ?

Рассматривая предложения систем спутниковой навигации для фермеров, вы сталкиваетесь с понятием ее точности. Прослеживается четкая взаимосвязь, чем точнее GPS приемник – тем дороже его стоимость. Причем стоимость может быть НАМНОГО дороже. Какая точность навигационной системы нужна именно вам? Нужно ли вам переплачивать за очень точную антенну? На эти вопросы мы попытаемся ответить в этой статье.

Я уже более 10 лет занимаюсь технологиями для сельского хозяйства. Наше мобильное приложение eFarmer было загружено более чем 85 тыс. фермерами со всего мира. Я очень люблю знакомиться и общаться с нашими клиентами. Расспрашивать как они используют приложение. Поэтому вся нижеприведенная информация и рекомендации основаны на моем опыте как технического инженера и на опыте нашего сообщества.

Какая бывает точность

Для начала давайте разберемся с самим понятием “точности”. Она бывает абсолютной и относительной.

 

accuracy_precisionru
Изображение. Разница между абсолютной и относительной точностью

 

Абсолютная (accuracy). Абсолютная точность означает, что если вы определите местоположение то сможете вернуться к этой точке через день, месяц год с точностью которая указана в тех. характеристиках приемника 4 см – 20 см – 1 м.

Относительная точность или От прохода к проходу (precision or pass-2-pass). Показывает  насколько отклонится позиция, от определенного местоположения, если к ней  вернуться через 10, 20, 40 минут.

Таким образом характеристика абсолютной точности позволяют понять применимость приемника для геодезических работ.

А относительная точность как раз подходит для  полевых работ, когда точность важна в течении одного дня и позволяет соблюдать параллельность между гонами.

Почему разная точность GPS

С понятием точности мы определились, теперь давайте рассмотрим от чего она зависит. Можно выделить следующие факторы:

  • тип приемника: GPS в смартфоне, внешний GPS tracker, внешняя смарт антенна, внешняя RTK антенна
  • качество сигнала: препятствия, погода, правильность установки антенны

Различные типы GPS

GPS в смартфоне

  • Абсолютная точность 2-20м
  • Точность от прохода к проходу 1-3 метров
  • Популярные модели: Samsung Galaxy S, Samsung Tab,

Для измерения площади.  Вполне подойдет для измерения площади полей. Т.к. держа планшет в руках под открытым небом можно достичь оптимального уровня приема спутникового сигнала.

Для параллельного вождения. При таком сильном разбросе наши пользователи применяют для контроля работ через гон (по битам) и отслеживания обработанной площади.

Для заметок на полях. Подойдет для отбора проб почвы, для отметки мест разгрузки и выгрузки материалов, точка въезда на поле.

Внешний GPS tracker

  • Абсолютная точность: 2-20м
  • Точность от прохода к проходу: 50см до 2  метров
  • Популярные модели: Garmin GLO, Quartz 818 и новая антенна от eFarmer
garminGPS Tracker

Данный приемник имеет аналогичную точность что и встроенный приемник вашего смартфона/таблетки. Но выигрывает за счет того, что вы его может установить в более подходящем месте для приема. Например на крыше трактора, на капоте, на мачте.

Для измерения площади.  Позволяет более точно измерить площадь поля. Важно понимать, что данный вид замера позволяет составить план карту полей, но его нельзя использовать для контроля границ полей из-за низкой абсолютной точности (например карта может быть сдвинута на дорогу).

Для параллельного вождения. Подойдет для операций опрыскивания с широкозахватной техникой от 11 метров. Позволяет работать в туман и ночью.

Для заметок на полях. Для обозначения мест окончания работ, мест въезда на поле, обозначение препятствий, поможет ориентироваться на поле, когда ориентация затруднена из за большой высоты созревающей культуры.

Транспортировка. Для операций перевозки подойдет для отслеживания маршрута. Поле-Склад-Элеватор

Внешняя смарт антенна

  • Абсолютная точность: 1.5 м
  • Точность от прохода к проходу: 20-50 см
  • Популярные модели: Novatel AG Star, Novatel Smart 6, Hemisphere, Trimble, StarFire и новая антенна от eFarmer 
360-smart-ag-1Smart GPS Antenna

Позволяет достичь высокой относитальной точностьи до 20 см, что позволяет выполнять точные операции на поля.

Замер границ поле. Благодаря высокой относительной точности, можно измерить площади полей с высокой точностью, но из-за низкой абсолютной точностью нельзя использовать для отчетов в гос.органы или межевания с соседями. Для этого нужно подключаться к сервисам DGPS (в следующей статье), для получения 50 см абсолютной точности.

Для параллельного вождения. Особенно комфортно работать на операциях опрыскивания без технологических линий, потому что можно достичь минимальных перекрытий между проходами. Позволяет работать в туман и ночью.

Для заметок на полях. Для обозначения мест окончания работы. Мест въезда на поле, обозначение препятствий  поможет ориентироваться на поле, когда ориентация затруднена из за большой высоты созревающей культуры.

Транспортировка. Для операций перевозки подойдет для отслеживания маршрута. Поле-Склад-Элеватор

Внешняя RTK антенна

  • Абсолютная точность: 1 cm
  • Точность от прохода к проходу: 1 см
  • Популярные модели: Novatel Smart 6L RTK option, Hemisphere и новая антенна от eFarmer
tractor_rtk_
RTK базовая станция

Замер площади. Позволяет выделять участки на поле с точностью 1 см. Благодаря высокой абсолютной точности можно использовать для строительных работ, для выделения небольших участков при сдаче в аренду.

Для параллельного вождения. Высокоточная антенна позволяет выполнять операции посева, применима для операций прополки на узких рядах и сбора урожая.

Данная точность позволяет применять приемник совместно с автопилотом на всех полевых операциях. Но с такой точностью появляются дополнительные источники погрешности, такие как наклон кабины, от естественного рельефа поля, что влечет за собой отклонение на 10-50 см. Это решается компенсатором наклона, о котором я расскажу в следующих статьях.

Для заметок на полях. Для обозначения мест окончания работы. Мест въезда на поле, обозначение препятствий, поможет ориентироваться на поле, когда ориентация затруднена из-за большой высоты созревающей культуры.

Транспортировка. Данная точность позволит записывать перемещение по полю или места разгрузки с сантиметровой точностью, вряд ли такая точность нужна на дороге, это как микроскопом забивать гвозди. Но вполне подойдет для операций с параллельным вождением, когда требуется параллельное вождения грузовых автомобилей рядом с комбайном.

 

Качество сигнала

Мы рассмотрели с вами виды приемников и их спроектированную точность. Теперь очень важно понимать что GPS приемник это такой же приемник как и FM. Только в отличии от FM антенны, GPS преобразует  радиосигнал в координаты местоположения, а не в звук.

Шумы в радиоприемнике это и есть разброс точек, при определении местоположения GPS приемником. Поэтому качество сигнала может существенно повлиять на точность GPS системы. И зависит оно от:

  • правильности установки
  • препятствий и погодных условий

На первом месте стоит пункт правильность установки антенны и GPS приемника. Важным является установка антенны GPS приемника под открытым небом на крыше кабины трактора. А еще лучше на пересечении оси движения и оси задних колес.

tractorgps-_page_3
Изображение. Привильная установка GPS антенны на трактор

Также немаловажными факторами являются погодные условия, рядом стоящие препятствия (деревья, здания) и высоковольтные линии.  Деревья перекрывают видимость спутников, а здания отражают сигнал, в результате может снизиться точность позиционирования.

Приемники, которые поддерживают несколько систем позиционирования (GPS, Glonass, BeiDou, Galileo) работают стабильнее.

Выводы

Данный обзор должен помочь понять, что  любой приемник можно использовать для определенного типа операций. Ваш выбор будет зависеть от ваших целей, от того, что вы хотите: сэкономить материалы, выполнять работу более профессионально, повысить комфортность своей работы.

Преимуществом оборудования eFarmer является то, что наша система модульная. Вы можете начать с простой антенны с точностью 20-50 см, посмотреть как она работает на вашем поле и какую точность дает в ваших конкретных условиях. И если вас не устроит полученный результат, вы можете докупить базовую станцию и получить супер точность 0-4 см. А в дальнейшем оборудовать трактор системой автостир, используя ту же антенну.

Если вы читаете наши блоги – дайте нам пожалуйста знать. Какие вопросы у вас еще есть относительно GPS систем для фермеров? Пишите под блогом. Будем рады поделиться нашим экспертным мнением.

С уважением,

Алексей Богатырев

Технический директор eFarmer

6 Response Comments

  • АлексейГрудень 6, 2016 at 2:55 pm

    у вас кодовый или фазовый приемник?

    Відповіcти
    • AlexeyГрудень 7, 2016 at 8:49 am

      Алексей, спасибо за интерес.

      Приемник в режиме RTK использует фазовые наблюдения, а обычном режиме GPS режиме используются кодовые измерения.
      Какие модели приемников вы используете в своей работе?

      Відповіcти
  • ВалерийГрудень 7, 2016 at 1:00 pm

    Интересно,что за антена новая,которая обеспечивать будет точность как и у антены Novatel AG Star?Будет ли новая антена работать с gps и глонасс? Антены с меньшей точностью я так понял это типа патч антены?

    Відповіcти
    • adminГрудень 10, 2016 at 9:41 pm

      Валерий, спасибо за вопрос.
      Novatel AG Star – отличный приемники, которые дают приемлемую точность на бесплатном сигнале.
      Новая антенна использует GPS+Glonass, поддерживает режим RTK и дает сантметровую точность т.е. бедет лучше чем Novatel AG Star, но не дороже.
      Антенны с меньшей точностью разработаны на примениках, которые дают точность от2м до50см в зависимости от многих факторов. как правило они встроены в GPS трекры. эти приемники подходят, когда нет других вариантов контроля полевой операции.

      Відповіcти
  • VladyslavГрудень 9, 2016 at 2:18 pm

    При паралельно вождении вручную можно добиться точности максимум 20 см (вручную управляя техникой болбшей точности трудно добиться, разве что на очень низких скоростях), смысл в базовой станции отпадает.
    Что это за ситиема автопилота “автостир”(кто производит и с какой техникой совместима) и как ее подключить к планшуту с ЕFarmer?

    Відповіcти
    • adminГрудень 10, 2016 at 9:50 pm

      Владислав, вы правы, что вручную сложно добится высокой точности, но появляется возможность выполнять операцию посева, с низкой скорость и можно в будущем использовать совместно с автопилотом. и есть множество других операций, замера полей, разбиение поля на участки а также появляется возможнолсть выполнить полевые работы по предыдущи трекам, благодаря высокой абсолютной точности.

      Напишите в поддержку (support@efarmer.mobi) модели ваших тракторов, мы сможем вам ответить на ваш вопрос по совместимости автопилотов с Вашей техникой.

      Відповіcти

Leave A Comment

Please enter your name. Please enter an valid email address. Please enter message.