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Lenksysteme in der Landwirtschaft

Ab 2003 waren erste automatische Lenksysteme für Traktoren verfügbar. Diese Technologie hat sich ständig weiter entwickelt und stellt heute sicherlich die wichtigste Anwendung von Satellitenortungssystemen in der Landwirtschaft dar.

Die wichtigsten Vorteile eines Lenksystems sind:

  • Entlastung des Fahrers
  • Steigerung der Arbeitsqualität
  • geringere Belastung am Vorgewende
  • Arbeit bei schlechten Sichtbedingungen möglich (Dämmerung, Nebel)
  • Ausnutzung der vollen Arbeitsbreite
  • Steigerung der Maschinenauslastung
  • Keine manuelle Markierung von Saatstreifen
  • geringerer Einsatz von Hilfsstoffen und Produktionsmittel
  • Kombinierte Anwendungen für Datenerfassung, Feldrobotik und Dokumentation

Satellitenbasierte automatische Lenksysteme sollen eine hohe Lenkgenauigkeit einhalten und die Fahrerin oder den Fahrer entlasten. Je nach Ausrüstung greift ein Lenksystem direkt in die Lenkhydraulik des Traktors ein oder Stellmotor am Lenkrad übernimmt die Lenkbewegungen. Ein aktiver Eingriff des Fahrers ist aber jederzeit möglich und beendet sofort die autonome Funktionalität. Im Falle eines vollautomatischen Lenksystems steuert ein Navigationsrechner ein elektro-hydraulisches Ventil und übernimmt die Lenkbewegungen. Hierbei handelt es sich um die kostenintensivste Investition. Häufig werden sogenannte Lenkassistenten als Nachrüstsatz eingesetzt. Dabei übernimmt ein Stellmotor am Lenkrad die Lenkfunktionalität, während sich das Lenkrad stetig mitdreht.

RTK - Korrektursignal erhöht den Nutzen

Damit eine Position exakt bestimmt werden kann, reicht die Verbindung vom Empfänger auf dem Traktor zu den Satelliten alleine nicht aus. Die Satelliten-Signale verzögern sich auf dem Weg zum Traktor. Die höchste absolute und damit wiederholbare Genauigkeit erreichen RTK Korrekturdatensysteme mit 2,5 cm Abweichung von der tatsächlichen Position. RTK-Systeme verwenden für die Korrektur von prognostizierten Laufbahnabweichung, Uhrzeitfehlern sowie Verzögerungen der Signallaufzeit durch die Ionos- und Troposphäre fixe Referenzpunkte, die sich wenige Kilometer (max. 25 km) entfernt vom Traktor befinden. Auf den Referenzpunkten steht ein GNSS-Empfänger, genannt Basisstation. Dessen Korrekturinformationen werden über Mobilfunk an den Traktor übermittelt und ergeben nach einer Verrechnung mit den Positionsdaten des GNSS-Empfängers auf dem Traktordach die korrigierte präzise Position.

Es wird in drei Varianten unterschieden:

  • eigene mobile Basisstation wird vor Beginn der Arbeit auf dem Feld aufgestellt - wenig verbreitet, Auf- und Abbau jeweils am Feld, begrenzte Reichweite gut geeignet in Gebieten mit geringer Mobilfunkabdeckung
  • Feststation(en) meist als Einzelstationssystem über Server verwaltet oder auch als Netzwerk, häufig durch Landtechnikhändler an hohen Punkten oder Gebäuden aufgestellt - verbreitet je nach Anbieter, bei regionaler Verfügbarkeit sinnvoll
  • virtuelles Netzwerksystem - landesweites Netzwerk betrieben von Swiss Topo - verbreitete Anwendung; gute Netzabdeckung


     

 

 

Die meisten Anbieter von RTK-Korrekturdiensten bieten einen schweizweiten Dienst an. Die Signale werden in einem international standardisierten Format (RTCM3 oder CMR+) zur Verfügung gestellt, die von allen namhaften Anbieten verwendet werden können.

Die Verwendung der Korrektursignale wird meist über eine Jahreslizenz die sich zwischen 800,- und 1200,- CHF bewegt. Je nach Anbieter gibt es auch die Möglichkeit 3-monatige Nutzungen zu vereinbaren.

Die folgende Tabelle zeigt die Anbieter von RTK Korrektursignal-Diensten in der Schweiz.

Anbieter Produkt Signal Link
Robert Aebi Landtechnik Farmnet Swiss Topo farmnet
Studer Landtechnik RTK² eigenes Netz mit 11 Stationen RTK²
CNH/ Kuhn SkyConnect Swiss Topo SkyConnect
RTK Clue RTK Clue eigenes Netz mit 15 Stationen RTK Clue
Serco Landtechnik Serco.Net eigenes Netz mit 13 Stationen Serco.Net
SDF Group SDF-Agrosky Zugriff auf diverse Anbieter
AgroSky
GVS-Agrar, Agrar-Landtechnik AgrarNET eigenes Netz mit 30 Stationen AgrarNET
Leica/ Hexagon Geosystems SmartNet Swiss Topo   SmartNet
Informationen der Webseiten abgerufen März 2020

Überbrückung bei Signalunterbruch

© Fendt

Da es bei der Übertragung der Daten zu Ausfällen kommen kann, müssen die RTK-GPS-Algorithmen in der Lage sein, mit lückenhaften Daten der Referenzstation umgehen zu können

  • Verwendung von bekannten Korrekturdaten
  • daher ohne Signal nur begrenzte Zeit  mit hoher Genauigkeit
  • Services z.B. von Trimble: xFill; John Deere: RTK-Extend

Weitere Anwendungen der Spurführung in der Landwirtschaft

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