Analiza serwisów pozycjonowania GNSS dla rolnictwa precyzyjnego

Autonomiczne systemy naprowadzania dla rolnictwa precyzyjnego bazują na GNSS i serwisach korekcyjnych w celu osiągnięcia wysokiej dokładności i precyzji podczas zabiegów agrotechnicznych. Naukowcy z Instytutu Geodezji i Geoinformatyki Uniwersytetu Przyrodniczego we Wrocławiu postanowili sprawdzić, przeprowadzając eksperyment terenowy, który z serwisów daje najlepsze wyniki.

Trajektorie testowe z oznaczeniem wartości PDOP (po lewej), zdjęcie z przejazdu (po prawej)

Zbadano 3 serwisy korekcyjne – SF1, SF3 i RTK, które wdrażają różne koncepcje pozycjonowania, tj. odpowiednio WADGNSS, PPP i RTK. Autonomicznie sterowany traktor poruszał się wzdłuż wielu zdefiniowanych ścieżek na obszarach z odsłoniętym horyzontem, a także w pobliżu gęstego zadrzewienia. Trasa referencyjna pojazdu została określana za pomocą tachimetru robotycznego.

Trajektorie traktora wykorzystujące korekty SF1 i SF3 okazały się być przesunięte względem zdefiniowanych ścieżek prostych, co nie miało miejsca w przypadku pozycjonowania RTK. Przesunięcia do kilku decymetrów były zależne od stosowanego serwisu i obszaru, co wskazuje na problem ze stabilnością układu odniesienia.

Analiza dokładności przejście-do-przejścia (ang. pass to-pass) pokazała, że SF1 przekracza deklarowaną dokładność, podczas gdy SF3 jest bardziej zawodny w obszarach z przesłonięciami horyzontu. Z analiz wynika, że RTK jest najbardziej stabilnym źródłem wyznaczania pozycji.
W sprzyjających warunkach, dokładność pass-to-pass na poziomie ufności 95% jest lepsza niż 11,5 cm, 8,5 cm i 4,5 cm – odpowiednio dla SF1, SF3 i RTK. W najgorszym przypadku dokładność wynosi 25,5 cm, 65,5 cm i 22,5 cm.

Dalsze badania, najlepiej we współpracy z producentem serwisu, powinny zidentyfikować źródło przesunięć współrzędnych. Ponadto należy zbadać dokładność pozycjonowania innych serwisów wykorzystywanych w rolnictwie precyzyjnym, zdefiniować zróżnicowane trajektorie oraz skompensować wychylenie osi pionowej traktora.

Badania powstały w ramach realizacji pracy inżynierskiej Wiktorii Kowalczyk i zostały opublikowane w: Kowalczyk W.Z., Hadas T. (2024): „A comparative analysis of the performance of various GNSS positioning concepts dedicated to precision agriculture”, „Reports on Geodesy and Geoinformatics”, 117(1), 11–20.

Źródło: IGiG UPWr