Betri nýting áburðar með hjálp IceCORS leiðréttingarkerfis Landmælinga Íslands

Eins og allir hafa orðið varir við þá hefur áburðarverð hækkað verulega á síðasta ári. Mikilvægi þess að nýta vel þetta dýra búrekstraraðfang hefur því aldei verið meira.

Einnig hefur það óæskileg umhverfisleg áhrif að spreða áburði ofan í skurð eða bera á margfalt magn af honum á svæði innan spildu því sá áburður nýtist ekki, skolast burt og skilar sér ekki í uppskeru og fóðurgæðum.

Notkun GNSS (Global Navigat­ion Satellite System)1 leiðsagnar við áburðardreifingar er ekki ný tækni. Rannsóknir hafa sýnt að áburðardreifingu má bæta verulega með slíkri tækni. Spænsk rannsókn frá 2011 sýndi fram á að einungis 59% af landsvæðinu sem borið var á fékk rétt áburðarmagn (+/-10%) þar sem ekki var notast við GNSS leiðsögn við áburðardreifingu en 89% svæðisins fékk rétt magn þegar notast var við slíkan búnað (Amiama-Ares o.fl., 2011). Áætla má að hægt sé að ná sama upp­skerumagni með 5-15% minna áburðar­magni vegna þessara áhrifa.

Ýmis búnaður er í boði til þess að nýta við GNSS leiðsögn. Einfaldasti og ódýrasti búnaðurinn eru ókeypis smáforrit (öpp) fyrir farsíma eða spjaldtölvur sem byggja á GNSS merki sem símar/spjaldtölvur útvegar. Flestir framleiðendur áburðardreifara bjóða upp á eigin kerfi sem samanstendur af skjá, loftneti, móttakara og hugbúnaði. Dráttarvélaframleiðendur eru síðan margir farnir að bjóða upp á innbyggðan búnað í dráttarvélum með innbyggðu loftneti og sjálfstýringarmöguleikum.

Nákvæmni GNSS

Þegar velja á GNSS tækjabúnað þá er að ýmsu að hyggja, þ.e.a.s. GNSS tæki er ekki það sama og GNSS tæki. Tækin nota mismunandi tækni og aðferðir til að ákvarða staðsetninguna sem leiðir til þess að þau skila notendunum misnákvæmri staðsetningu. Ónákvæmustu tækin eru að skila 8 – 15 metra staðsetningar nákvæmni án leiðréttingar, meðan þau nákvæmustu eru um 1 m. Sum GNSS-tækin hafa þá eiginleika að geta tekið á móti leiðréttingum sem bætir nákvæmni staðsetningarinnar verulega. Eitt algengt leiðréttingar­kerfi er EGNOS (The European Geostationary Navigation Overlay Service). Þessir aðilar gefa upp að staðsetningin verði aldrei lakari en 1 m til 3 m en vegna legu Íslands er merkið frá gervihnettinum ekki aðgengilegt alls staðar á Íslandi. Enn betri staðsetningarnákvæmni er hægt að fá frá CORS-kerfum (Continuously Operating Reference Stations). Landmælingar Íslands (LMÍ) reka slíkt kerfi og kallast það IceCORS og er aðgengilegt öllum landsmönnum án gjaldtöku. Kerfið saman stendur af 33 GNSS jarðstöðvum sem eru jafnt dreifðar um landið sem hafa þann aðaltilgang að vakta og viðhalda hnitakerfi landsins. Með því að fá leiðréttingu frá IceCORS kerfinu getur notandinn búist við nákvæmni betri en 5 cm. Til þess að geta bætt staðsetningar nákvæmnina með hjálp IceCORS kerfisins verða tækin að geta tekið á móti RTCM leiðréttingarskrám og að á vinnusvæðinu sé þokkalegt GSM samband. Þessar aðferðir eru kallaðar RTK-leiðrétting (nákvæmust) eða DGPS sem skilar ekki eins nákvæmari staðsetningu.

Mynd 2. Viðmót Field Navigator smáforritsins.

Einfaldur búnaður prófaður

Landmælingar Íslands, Landbún­aðar­háskóli Íslands (LbhÍ) og Hvanneyrarbúið tóku höndum saman til að finna ódýra leið til að nota IceCORS kerfið til að auka hagkvæmni í áburðardreifingu. Lykilatriði var að finna ódýran GNSS-búnað og hugbúnað en auk þess þarf spjaldtölvu með símakorti (líka hægt að nota spjaldtölvu og snjallsíma til að sjá um internetsamskiptin).

Notast var við móttakara og loftnet frá ArduSimple ásamt ókeypis smáforritinu Field Navigator frá Farmis. Búnaðurinn frá ArduSimple kostar frá framleiðanda 275 Evrur sem gerir um 40.000 kr þegar þessi grein var skrifuð. Spjaldtölva var notuð til að keyra smáforritið. Þessi samsetning skilaði fljótt og vel nákvæmu merki og sýndi nákvæmni innan við 2,5 cm. Prufað var að keyra eftir forritinu út á velli og gaf þessi búnaður góða raun. Keyrt var með 8 m millibili skv. forritinu og það sannreynt með mælingum. Þær mælingar sýndu að innan við 20 cm skekkja var á milli ferða. Sú skekkja skýrist að hluta til af því að erfitt er fyrir ökumann að fylgja fullkomlega þeirri línu sem sett er upp milli ferða en einnig geta önnur atriði valdið skekkju eins og halli dráttarvélar. Eins og sjá má á meðfylgjandi mynd (mynd 2) sýnir forritið hversu langt ökumaður er frá æskilegri ökulínu út frá vinnslubreidd tækis og sýnir það svæði sem búið er að keyra yfir með ljósgrænum lit. Ljóst er að 20 cm skekkja telst vera lítil í þessum efnum og því er hægt að mæla með þessum búnaði til að auka hagkvæmni við dreifingu. Með þessari nákvæmni mætti nýta sér GNSS leiðsögn við ýmis önnur landbúnaðarstörf. Helst væri gagnsemin í störfum þar sem vinnslubreidd tækja er mikil og/eða erfitt er sjá bil á milli ferða með góðu móti. Oft hættir mönnum til í þess konar aðstæðum að hafa skörun mikla til að skilja ekki eftir svæði á milli og þá nýtist vinnslubreidd tækja ekki sem skyldi. Dæmi um slík verk væru dreifing á búfjáráburði, skeljasandi eða kalki, múgun, heydreifing og ýmis jarðvinnsluverk.

LMÍ hafa útbúið leiðbeiningar um hvernig tengja má ArduSimple RTK Portable Bluetooth Kit við Android búnað og uppsetningu á rauntímaleiðréttingu. Þær leiðbeiningar má nálgast hjá Þórarni Sigurðssyni, LMÍ thorarinn.sigurdsson@lmi.is Ef vakna spurningar eða áhugi á að fá meiri vitneskju um verkefnið þá er öllum velkomið að hafa samband við greinarhöfunda.

Vefslóð á búnaðinn má finna hér.

• ArduSimple RTK Portable Bluetooth Kit https://www.ardusimple.com/product/simplertk2blite-bt-case-kit/
• Field Navigator app https://play.google.com/store/apps/details?id=lt.noframe.farmisfieldnavigator.free&hl=is&gl=US
• 1. GNSS (Global Navigation Satellite System) er samheiti yfir öll gervihnattakerfi í heiminum í dag. Þetta eru t.d. GPS amerískt, GLONASS rússneskt, Galileo evrópskt o.s.frv.

Egill Gunnarsson, Hvanneyrarbúinu,
Jóhannes Kristjánsson Landbúnaðarháskóla Íslands,
Þórarinn Sigurðsson Landmælingum Íslands, 
Guðmundur Valsson Landmælingum Íslands.

Heimildir:

• Amiama-Ares, C., Bueno-Lema, J., Alvarez-Lopez, C. J., & Riveiro-Valiño, J. A. (2011). Manual GPS guidance system for agricultural vehicles. Spanish Journal of Agricultural Research, 9(3), 702. https://doi.org/10.5424/sjar/20110903-353-10
• Manfred Bauer (2018); Vermessung und Ortung mit Satelliten. Wichmann Verlag Berlin 2018, Germany