Šta je GPS?

Prvi Globalni Pozicioni Sistemi (GPS) počeo je da se razvija od strane američkog ministarstva odbrane 1973.godine. Godine 1978. lansiran je prvi satelit u probnu orbitu. Danas oko zemljine kugle kruži 24 satelita na udaljenosti od 17.500 km i svaki sadrži četiri automatska časovnika tačnosti od miliarditog dela sekunde i radio predajnik. Sateliti raspoređeni u šest orbita sa razmakom od 60o, sa po četiri satelita u svakoj orbiti. Ovakva konfiguracija omogućava vidljivost minimum pet satelita sa svake tačke zemljine kugle. Sateliti konstantno emituju podatke o vremenu i njihovoj preciznoj poziciji u odnosu na zemlju. Na Zemlji svi GPS prijemnci sadrže računar i podatke o lokaciji svakog satelita. GPS prijemnik određuje poziciju konstantno računajući udaljenost od tri ili više GPS satelita zasnovano na njihovim vremenima i podacima o njihovoj poziciji. Ovaj proces poznat je kao triangulacija. Na ovaj način je korisnik sa GPS prijemnikom u mogućnosti da odredi svoju poziciju na bilo kom delu zemljine kugle. U početnim godinama američko ministarstvo odbrane je namerno degradiralo signal u cilju nacionalne sigurnosti - selektivna dostupnost. Međutim, maja 2000. godine, dekretom  predsednika Sjedinjenih Američkih Država, ova degradacija signala je ukinuta radi šire primene GPS-a u civilne svrhe. Ovo je dovelo do povećanja preciznosti i do deset puta, što je otvorilo nove mogućnosti primene i u poljoprivredi.

Postoje različite kategorije GPS prijemnika u zavisnosti od njihove tehničke sposobnosti da isporuče određenu tačnost. Bez obzira o kojoj se kategoriji prijemnika radi, sa GPS signalom emitovanim sa GPS satelita oni će uvek davati ponovljivu tačnost koja se kreće od 10 do 20 m. Za većinu aplikacija ova tačnost nije dovoljna i potrebno  je popraviti – korigovati GPS signal.

Pa tako tačnost zavisi od dva faktora:

• vrste GPS korekcije i
• kategorije GPS prijemnika tj. njegove tehničke sposobnosti da iskoristi određene vrste GPS korekcije.

Vrste GPS korekcija mogu se grubo podeliti u dve osnovne grupe:

1. Diferencijalne GPS korekcije (dGPS)

• Na poznatim referetnim tačkama na Zemlji postavljeni su GPS prijemnici koji konstantno primaju signal od GPS satelita, šalju ga kontrolnom centru koji ih šalju geostacionarnim satelitima od kojih se on emituje nazad na Zemlju.
• Korisnički GPS prijemnik prima ujedno signal od GPS satelita i dGPS signal od geostacionarnih satelita. 
• dGPS signal prijemnik koristi kako bi korigovao GPS signal i na taj način povećao tačnost.
• U našoj zemlji se može koristiti nekomercijalni dGPS pod nazivom EGNOS i komercijalni – Oministar.
• Sa dGPS korekcijom moguće je ostvariti ispodmetarsku tačnost od 10cm do 50cm.
• Uslov je da GPS prijemnik ima tehničku mogućnost za prijem i obradu dGPS korekcije.

2. RTK (Real Time Kinematic) 

• Korekcija RTK tehnikom omogućava visoku tačnost.
• Zahteva dva GPS prijemnika visoke tačnosti i dva radio predajnika.
• Jedan GPS prijemnik se postavlja kao baza i u radijusu  od 10 km radio predajnikom šalje korekciju drugom korisničkom GPS prijemniku (rover) koji vrši merenje.
• Na ovaj način moguće je ostvariti tačnost od   +/-2cm.
• Danas, pored američkog GPS sistema NAVSTAR, Evropa ima sopstveni GPS sistem za pozicioniranje – GALILEO.
• Rusija takođe unapređuje i nadograđuje svoj sistem – GLONASS.
• Cilj je da se dođe do pouzdanijeg GPS signala, pojeftinjenja GPS prijemnika, što će korisnicima omogućiti pouzdanije i isplativije korišćenje ove tehnologije.

GPS u poljoprivredi

Od pojave prvih automatskih navigacionih sistema za poljoprivredne mašine kod nas, pa do danas, značajno se promenila svest kod naših poljoprivrednika o prednostima korišćenja ove tehnologije.
Dok je na početku vladalo mišljenje da automastski GPS sistemi služe samo da povećaju komfor i olakšaju rad rukovaoca, sadašnja praksa mnogobrojih korisnika pokazuje da su primenom ove tehnologije precizne poljoprivrede svi na velikom dobitku. 

Kako rade automatski GPS navigacioni sistemi, kakva im je primena u poljoprivredi?

Postoje dve vrste automatskih GPS sistema:

• za održavanje pravca i
• potpuno automatski GPS navigacioni sistem.

Obe vrste sadrže navigator sa ekranom, koji obezbeđuje GPS poziciju i preko koga se unose parametri navođenja i komanduje sistemom. Ukoliko se koriste sa RTK GPS korekcionim signalima, automatski sitemi obezbeđuju preciznost u radu koja će zadovoljiti i najzahtevnije poljoprivredne operacije. Sistemi za automatsko održavanje pravca su koncipirani tako da elektromotor okreće volan, bilo da je u pitanju elektromotor koji dejstvuje na obod volana ili elektromotor koji se montira direktno na vratilo. Ovi sistemi su prenosivi pa se mogu koristiti za više mašina. Pro određenim uslovima performanse ove dve vrste automatskih sitema mogu biti veoma slične. Ako se na primer radi setva na dobro pripremljenom terenu ( ravna podloga) pri brzini od 8 do 12 km/h oba sistema će dati odlične rezultate. Već pri ekstremnijim uslovima, dobre performanse postići će samo potpuno automatizovan sistem. Zato je važan kriterijum pri odabiru sistema kojoj proizvodnji je namenjen i u kakvim uslovima će se ona odvijati.
Bez obzira koji sistem izaberete, vrhunske performanse postižu se isključivo kvalitetnom kalibracijom prema mašini na kojoj je sistem instaliran.

Tačnost

• postoje tri nivoa tačnosti GPS-a. Nizak nivo iznosi  ± 50-100 cm, srednji  ± 10 cm i visok nivo tačnosti ± 2 cm.

Digitalne fotografije prostora

• fotografije visoke rezolucije koje se dobiju snimanjem iz vazduha ili s uzvišenih pozicija, a služe za pripremu plana rada na polju.

Mapiranje ili kartiranje

• izrada karata pomoću GPS-a i podataka od senzora, pri čemu se svakoj tački koordinatnog sistema pridružuje određeni podatak.
• Postoje mape prinosa iz kojih se tačno vidi koliki je prinos na nekom delu parcele, iz čega se može zaključiti koliki je potencijal prinosa i koliko je odstupanje od optimuma.

 GIS

• Geografski Informacioni Sistem – namenjen je za upravljanje prostornim podacima i osobinama pridruženim njima.
• To je računarski sistem koji je sposoban da integriše, spremi, uredi, analizira i prikaže geografske informacije.

Senzori

• uređaji pomoću kojih se prikupljaju informacije potrebne za provođenje tehnologije precizne poljoprivrede.
• Senzori mogu prikupljati informacije pomoću kojih poljoprivrednici prave karte koje su osnova za različite aplikacije, a mogu se koristiti kao uređaji za merenje podataka u realnom vremenu i tada oni daju instrukciju upravljačkom uređaju mašine koji izračunava potrebnu dozu i odmah je primenjuje tokom rada.
• Ovaj način se koristi za prihranu useva azotnim đubrivima.
• Danas postoji veliki broj senzora koji određenim metodama vrlo precizno mere različite elemente.

RTK sistem

• od engl. Real Time Kinematic – koristi stacionarnu  baznu stanicu za korekciju satelitskog signala, na taj način se eliminišu greške koje mogu nastati usled atmosferskih prilika.
• Ovaj sistem omogućava najveću tačnost prilikom definisanja  položaja vozila koje ima GPS. Tačnost pozicioniranja s RTK sistemom je ± 1 cm.

Automatsko upravljanje traktora

• Sistem koji se bazira na GPS signalima i automatski upravljaju traktorom u polju bez preklapanja ili razmaka između prohoda.
• Ovaj sistem se koristi na traktorima, kombajnima, silažnim kombajnima, samohodnim prskalicama, rasipačima i kosilicama.

Automatska kontrola sekcija

• radne grane rasipača, prskalica, setveni uređaji sejalica, radni segmenti kultivatora, mogu se podeliti na sekcije koje se prilikom rada mogu uključiti ili isključiti.
• Kad se to poveže u sistem koji je upravljan i kontrolisan pomoću GPS, tada se vrlo preciznim uključivanjem i isključivanjem pojedinih sekcija u tačno određenom trenutku sprečava preklapanje ili stvaranje praznog prostora na vratinama, na rubovima nepravilnih parcela i sl.

Stalni tragovi

• omogućavaju traktorima i svim drugim mašinama da se uvek kreću po istim tragovima prilikom rada u polju.
• Na taj način se minimalizuje površina koja se uništava usled gaženja.
• Na delu parcele koja nije izložena gaženju održava se bolja struktura, manje se troši energije za obradu, propusnost zemljišta je značajno bolja, manja je erozija i veći su prinosi.

GPS kompatibilni kontroler

• omogućava  upravljanje priključnim mašinama (sejalice, prskalice, rasipači itd.) na način da izvršavaju zadane radnje prema pripremljenim kartama za aplikaciju, a uz pomoć GPS-a.
• Inteligentne gume – ovaj pojam se koristi za gume koje imaju mogućnost brze promene pritiska vazduha prilikom rada i bez zaustavljanja.
• Senzori koji mere brzinu, stanje tla, težinu mašina itd. šalju podatke u procesor koji optimizuje pritisak vazduha u gumama kako bi se izbeglo preterano gaženje tla.
• GPS prijemnici imaju praktičnu vrednost za preciznu poljoprivredu, jer su to uređaji koji se koriste za navigaciju i definisanje položaja mašina, biljaka i predmeta u prostoru.