Приветствую Вас, Гость! Регистрация RSS

Пятница, 14.12.2018
Главная » 2012 » Июнь » 6 » Системы параллельного вождения
10:59
Системы параллельного вождения

В России каждый год применяется около 17 млн. тонн  минеральных удобрений, 30-35 тыс. тонн
пестицидов, около , 50 млн. тонн органических удобрений. Но вбольшенстве случаев
эффект от внесения этих мелиорантов редко достигается полным, средняя цыфра по стране не превышает 73%, что связано с слабым оснащением агрегатов техническими
средствами точного внесения.
В данный момент для внесения различных минеральных удобре-
ний используют центробежные дисковые разбрасыватели (около
95% парка машин). Такое широкое их распространение обусловлено
определенными достоинствами, такими как универсальность - возможность внесения различных видов удобрений, широкий диапазон регулировок доз внесения, и не мало важно - простота конструкции.

Но главным достоинством центробежных дисковых разбрасывате-
лей является то, большая ширина разбрасывания, которая намного превышает
ширину самой машины. Этот факт обуславливает перекрытие смежных проходов
на определенную величину. Любое отклонение при движении в разы увеличивает
неравномерность внесения удобрений по площади поля, особенно когда
работа ведется без применения технологической колеи.
Исходя из научных изысканий неравномерность распреде-
ления различных доз минеральных удобрений непредсказуемо влияет
на урожайность и качество продукции растениеводства. Если дозы
вносимых удобрений находятся в рамках ниже оптимальных, то недо-
статок удобрения, следовательно, и недобор урожая в одном месте
компенсируется прибавкой урожая в другом, поэтому неравномер-
ность их распределения проявляется только в пестроте почвенного
плодородия. При внесении оптимальных доз потери урожая от
неравномерности распределения удобрений увеличиваются в ре-
зультате недобора на недостаточно удобрённых участках, а также
из-за полегания растений на участках, получивших избыточную дозу
питательных веществ. Таким образом, потери урожая из-за избытка
удобрений могут оказаться выше, чем при их недостатке.
Из практики видно, что даже опытный и добросовестный механизатор
при работе с широкозахватными машинами не выдерживает точного
расстояния стыковых проходов, не прибегая к помощи маркеров
или сигнальщиков. Величина отклонений от ряда к ряду может
достигать 10 м (20%)! Проблема обеспечения точного вождения
агрегатов для внесения удобрений и пестицидов усугубляется с
увеличением ширины захвата современных сельскохозяйственных
машин. Так при норме внесения удобрений 0,5 т/га и стоимости
15 тыс. руб./т только на одном проценте площади, обработанной
дважды, потери удобрений составят 1200 руб./га (без учета потери
урожайности).
Работа без технологической колеи при отсутствии устройств
точного вождения нарушает агротехнические требования, которые
предъявляются к перекрытиям смежных проходов и существенно
повышает неравномерность распределения удобрений и пестици-
дов по полю. Это приводит к отклонению от заданных дозировок
на участках с двойной обработкой и огрехах, потерям удобрений и
пестицидов, снижает эффективность их применения, урожайность
и качество сельскохозяйственной продукции.
Сейчас в производстве используют механические и пенные мар-
керы, агротехнические и организационные приемы (сигнальщики и
т.п.), позволяющие повысить точность вождения агрегатов осущест-
вляющих внесение удобрений и средства защиты растений.
  В последние время в сельскохозяйственной практике намети-
лась тенденция использования систем параллельного вождения
с применением спутниковой навигации (GPS,ГЛОНАСС), которые
уже хорошо зарекомендовали себя во многих хозяйствах страны.
Системы параллельного вождения достаточно широко представ-
лены на рынке.
По данным специалистов АГРОштурман использование системы
  личение производительности труда на 15%,
снижение затрат на удобрения, средств защи-
ты растений и ГСМ до 20% на гектар, позволяет
устранить 10% перекрытий, что значительно
экономит денежные средства, а срок окупае-
мости системы не превышает года.
При управлении техникой, оснащенной
спутниковой навигацией, механизатор чув-
ствует себя комфортнее и меньше устает,
имеет возможность вести машину, опираясь
не на внешние ориентиры, а на показания
приборов, что повышает качество и скорость
работ. Ранним утром или вечером в сумерках
след маркера или другие ориентиры уви-
деть трудно, а курсоуказатель всегда перед
глазами. С помощью систем параллельного
вождения можно ездить и прямолинейно
и криволинейно, главная идея состоит в
том, чтобы свести к минимуму перекрытия
и огрехи между соседними проходами.
Базовый вариант системы параллель-
ного вождения состоит из курсоуказателя,
GPS-приемника и антенны. Системы легко и
быстро устанавливаются на трактор, просты
в эксплуатации. Курсоуказатель расположен
внутри кабины трактора или самоходной
машины, как правило, над рулем или перед
панелью управления. Светодиодные инди-
каторы систем параллельного вождения до-
полняются графическим дисплеем, форми-
 агрегата, «обработанной» загонки и линий
сетки для визуализации движения.
Перед началом работы водитель вы-
бирает необходимый шаблон движения и
устанавливает ширину захвата агрегата.
GPS-приемник определяет текущее поло-
жение агрегата, а запоминание маршрута,
вычисление отклонения от него и управ-
ление индикацией осуществляет процессор
в курсоуказателе. Системы параллельного
вождения (без дополнительных ассистен-
тов рулевого управления) предполагают
активное участие механизатора в управ-
лении агрегатом, при котором управление
осуществляется по схеме: «определение
текущих координат агрегата – отображение
отклонений от заданного маршрута на мо-
ниторе – вращение механизатором рулевого
колеса для удержания агрегата на заданном
маршруте». Алгоритм управления прост:
если индикаторы светятся в центре – машина
идет правильно, если свет начал переме-
щаться, например, вправо, значит, машина
уходит вправо, механизатор должен компен-
сировать отклонение от ряда. Если агрегат
заправляется или был вынужден прекратить
работу из-за непогоды, то в дальнейшем он
может вернуться в точку, где была останов-
лена работа, и продолжить вождение по
выбранной ранее траектории.
  При выборе системы параллельного во-
ждения необходимо определиться с точ-
ность работы, возможностью приема сиг-
налов дифференциальной коррекции. Если
работать с системой в автономном режиме,
то точность параллельного вождения будет
невысока: ±30-40см. Чтобы ее повысить
применяется дифференциальный сервис,
одним из вариантов, которого является
Omnistar. Сигнал передается по каналам
геостационарных телекоммуникационных
спутников и позволяет обеспечивать про-
кладку параллельных рядов с точностью
±10-15см. Такая точность необходима хо-
зяйствам, которые используют спутнико-
вую навигацию для узкорядного посева.
Этот сервис платный, а его использова-
ние возможно при наличии специального
GPS-приемника, поддерживающего такие
услуги, или модернизации GPS-приемника
начального уровня.
Самый высокий уровень точности, ±2,5см
см, достигается с помощью базовых станций
(рис. 2), работающих в режиме RTK (Real-
Time Kinematic — кинематика в реальном
времени). Базовая станция позволяет про-
водить все виды сельхозработ, в том числе
посев пропашных культур, локальное внесе-
ние удобрений и средств защиты растений,
междурядную культивацию. С помощью этой
системы можно из года в год соблюдать одну
и ту же технологическую колею.
На основе вышеизложенного можно сде-
лать вывод о необходимости применения
систем параллельного вождения. При этом,
отдавая предпочтение той или иной модели
системы, необходимо исходить из ставящих-
ся целей, поскольку дополнительные воз-
можности системы (опции) автоматически
влекут изменение стоимости в сторону ее
увеличения. К примеру, если предполагается
использование системы при внесении удо-
брений и пестицидов, достаточно приоб-
рести прибор, обеспечивающий точность
± 30см. И, наоборот при посеве, следует
использовать систему параллельного во-
ждения с автоматическим управлением (с
автопилотом), с подключением платного
дифференциального сервиса или даже ре-
жим RTK.
 
Плакат демонстрирующий основные составные части подобных систем


Немного технической информации о GPS взятых с wikipedii

GPS (англ. Global Positioning System — глобальная система позиционирования, читается Джи Пи Эс) — спутниковая система навигации, обеспечивающая измерение расстояния, времени и определяющая местоположениe. Позволяет в любом месте Земли (не включая приполярные области), почти при любой погоде, а также в космическом пространстве вблизи планеты определить местоположение и скорость объектов. Система разработана, реализована и эксплуатируется Министерством обороны США.

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. То есть, для определения трёхмерных координат GPS-приёмнику нужно знать расстояние до трёх спутников и время GPS системы. Таким образом, для определения координат и высоты приёмника используются сигналы как минимум с четырёх спутников.

Спутники излучают открытые для использования сигналы в диапазонах: L1=1575,42 МГц и L2=1227,60 МГц (начиная с Блока IIR-M), а модели IIF будут излучать также на L5=1176,45 МГц . Навигационная информация может быть принята антенной (обычно в условиях прямой видимости спутников) и обработана при помощи GPS-приёмника.

Сигнал с кодом стандартной точности (C/A код — модуляция BPSK(1)), передаваемый в диапазоне L1 (и сигнал L2C (модуляция BPSK) в диапазоне L2 начиная с аппаратов IIR-M), распространяется без ограничений на использование. Первоначально используемое на L1 искусственное загрубление сигнала (режим селективного доступа — SA) с мая 2000 года отключён. С 2007 года США окончательно отказались от методики искусственного загрубления. Планируется с запуском аппаратов Блок III введение нового сигнала L1C (модуляция BOC(1,1)) в диапазоне L1. Он будет иметь обратную совместимость, улучшенную возможность прослеживания пути и в большей степени совместим с сигналами Galileo L1.

Для военных пользователей дополнительно доступны сигналы в диапазонах L1/L2, модулированные помехоустойчивым криптоустойчивым P(Y) кодом (модуляция BPSK(10)). Начиная с аппаратов IIR-M введён в эксплуатацию новый М-код (используется модуляция BOC(15,10)). Использование М-кода позволяет обеспечить функционирование системы в рамках концепции Navwar (навигационная война). М-код передается на существующих частотах L1 и L2. Данный сигнал обладает повышенной помехоустойчивостью, и его достаточно для определения точных координат (в случае с P-кодом было необходимо получение и кода C/A). Еще одной особенностью M-кода станет возможность его передачи для конкретной области диаметром в несколько сотен километров, где мощность сигнала будет выше на 20 децибел. Обычный сигнал М уже доступен в спутниках IIR-M, а узконаправленный будет доступен только при помощи спутников GPS-III.

C запуском спутника блока IIF введена новая частота L5 (1176.45 МГц). Этот сигнал также называют safety of life (охрана жизни человека). Сигнал на частоте L5 мощнее на 3 децибела, чем гражданский сигнал, и имеет полосу пропускания в 10 раз шире. Сигнал смогут использовать в критических ситуациях, связанных с угрозой для жизни человека. Полноценно сигнал будет использоваться после 2014 года.

Просмотров: 2132 | Добавил: pig87 | Рейтинг: 0.0/0
Всего комментариев: 0
Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
[ Регистрация | Вход ]