Magazin GPS- und Managementsysteme

Smart Farming :

Länder senden privilegiertes RTK-Signal

Die kostenfreie Bereitstellung des Satellitenpositionierungsdienstes SAPOS in mittlerweile acht Bundesländern erleichtert den Einstieg ins Precision Farming – aber es gibt noch einige Haken.

Smart Farming: Länder senden privilegiertes RTK-Signal

Agraset-Mitarbeiter Ronny Thümer möchte das Spurführungssystem in seinem Claas Mähdrescher Lexion 770, etwa zum genauen Anschlussfahren, nicht mehr missen.

Für die Positionsbestimmung im Zentimeterbereich benötigen die Kommunikationssysteme in Landmaschinen neben den GPS-Daten ständig ein Korrektursignal, das einige Bundesländer mittlerweile kostenfrei bereit stellen.

Für die Positionsbestimmung im Zentimeterbereich benötigen die Kommunikationssysteme in Landmaschinen neben den GPS-Daten ständig ein Korrektursignal, das einige Bundesländer mittlerweile kostenfrei bereit stellen.

Jetzt können auch in Sachsen Betriebe im Agrar- und Forstbereich sowie landwirtschaftliche Dienstleister den öffentlichen Satellitenpositionierungsdienst SAPOS kostenfrei nutzen. Die offizielle Freischaltung erfolgte am 14. September am Sitz der Agraset Naundorf e.G. in Erlau. Dazu wurde der Signaleingang am Kommunikationsmodul eines Mähdreschers Claas Lexion 770 der Genossenschaft auf Mobilfunkmodus umgestellt und durch die Eingabe des Zugangspunktes (mount point) die Verbindung zum SAPOS-Server hergestellt. Sachsen ist bereits das achte Bundesland, in dem das deutschlandweit per mobilem Internet übertragene amtliche Korrektursignal der Allgemeinheit oder zumindest der Agrarbranche kostenfrei bereitgestellt wird. Es ermöglicht eine zentimetergenaue Positionsbestimmung nach dem Verfahren der Real Time Kinematic (Netz-RTK), wie sie zum Beispiel für eine automatische Spurführung von Landmaschinen benötigt wird.

Deutschlandweites Netz von 270 Referenzstationen

Die Geodaten dafür liefern die in Europa nutzbaren globalen Navigationssatellitensysteme (GNSS). Dies sind gegenwärtig das amerikanische GPS und das russische GLONASS. Für die Positionsbestimmung werden die Sig-nale von mindestens drei Satelliten benötigt. Atmosphärische Störungen oder Schwankungen in der Umlaufbahn verursachen jedoch Fehler. Der notwendige Ausgleich erfolgt über Korrektursignale. Dafür installieren die entsprechenden Dienstanbieter exakt eingemessene physische Referenzstationen oder stellen virtuelle Bezugspunkte bereit. Aus dem Vergleich zwischen dem GNSS-Signal und der bekannten Position der Referenzstation wird die aktuelle Abweichung erkennbar. Das Navigationsgerät im Fahrzeug sendet dem Server des Dienstanbieters die ungefähre, allein mit den GNSS-Daten ermittelte Position und erhält return die mit Hilfe der Referenzstation errechneten Korrekturwerte, die für die Positionsbestimmung in der gewünschten Genauigkeit zu berücksichtigen sind. Dies erfolgt im Sekundentakt und in Echtzeit. Voraussetzung ist die Registrierung beim Dienstanbieter und eine standardisierte Geräteschnittstelle im Format RTCM V2.3 (nur GPS) oder RTCM V3.1 (GPS und GLONASS).

Der in Deutschland wichtigste, öffentlich erreichbare Korrekturdienst, auf dem letztlich auch private Anbieter in diesem Bereich basieren, ist SAPOS. Das Gemeinschaftsprojekt der Vermessungsverwaltungen der Bundesländer betreibt ein Netz von 270 GNSS-Referenzstationen und liefert die Korrektursignale via Internetstreaming gegen eine Basisgebühr von beispielsweise 10 Cent pro Minute. „Um die Digitalisierung in der Landwirtschaft zu forcieren, empfahl die Agrarministerkonferenz im März 2017 den Korrekturdienst und hier insbesondere das HEPS-Angebot, also den hochpräzisen Echtzeit-Positionierungs-Service mit einer Genauigkeit von 1 bis 2 Zentimetern in der Lage und 2 bis 3 Zentimetern in der Höhe für Agrarbetriebe kostenfrei anzubieten“, erläutert Dr. Cord-Hinrich Jahn, Leiter der Zentralen Stelle SAPOS in Hannover. Dies ermöglichten schon im Sommer des gleichen Jahres die Länder Rheinland-Pfalz sowie Bayern. In Bayern heißt der Korrekturdienst „Landwirtschaftlicher Fahrzeugpositionierungsservice“ (LFPS). In Schleswig-Holstein und Sachsen-Anhalt kann die Agrarbranche SAPOS seit dem Frühjahr 2018 kostenfrei nutzen. Mit dem jüngst hinzu gekommenen Sachsen gibt es das privilegierte Angebot zur zentimetergenauen Positionsbestimmung für Smart Farming-Anwendungen somit bislang in fünf Ländern. Hinzu kommen Berlin, Thüringen und seit neuestem Nordrhein-Westfalen, die SAPOS im Rahmen der Initiative „Open Data“ komplett zur allgemeinen Nutzung freigegeben haben. Dem will sich Hessen ab Januar 2019 anschließen. Ziel von „Open Data“ ist es, öffentlich finanzierte Verwaltungsdaten für jedermann und möglichst kostenfrei zugänglich zu machen. Kombinierte GPS-GLONASS-SAPOS-Empfänger gibt es am Markt ab etwa 3.000 Euro.

Mehr Schlagkraft durch automatische Spurführung

Der sächsische Landwirtschaftsminister Thomas Schmidt erhofft sich von der kostenfreien Bereitstellung des SAPOS-Dienstes einen weiteren Impuls für die Digitalisierung der Landwirtschaft. „Dies erleichtert kleineren Betrieben den Einstieg ins Precision Farming und größeren Agrarunternehmen oder landwirtschaftlichen Dienstleistern die Ein- beziehung zusätzlicher Landmaschinen beispielsweise in die teilflächenspezifische Düngung“, so der Minister bei der offiziellen Freischaltung auf einem Schlag der Agraset Naundorf e.G.

Bislang hätten den sächsischen Landwirten nur zwei Möglichkeiten für die exakte Navigation auf dem Acker zur Verfügung gestanden. Entweder sie betrieben eigene bzw. geleaste RTK-Referenzstationen, um dann das Korrektursignal per Betriebsfunk an die Maschinen zu senden, oder sie bezogen die Korrekturberechnung per mobilem Internetstream von gewerblichen Referenzdiensten, die dafür jährlich bis zu 1.000 Euro pro Maschine berechnen.

„Der Lexion Mähdrescher, an dem heute die Umschaltung auf SAPOS demonstriert wird, hat eine Schneidwerksbreite von 10,80 Meter. Das Fahren einer solchen Maschine mit sauberem Anschluss auch bei hoher Arbeitsgeschwindigkeit ist eigentlich nur mit Lenksystem machbar“, sagt Olaf Wißwedel vom Claas-Produktmanagement. Erhöhe sich durch Nutzung der automatischen Spurführung die durchschnittliche Fahrgeschwindigkeit des Mähdreschers nur um 1 km/h, bringe das 15 bis 20 Prozent mehr Leistung. „Auch die Verringerung der Leerfahrten durch die optimale Berechnung der Schnittbreiten für den Schlag führt zu einem echten Zuwachs an Schlagkraft“, ergänzt Agraset-Vorstandsvorsitzender Jan Gumpert. Sein Betrieb nutzt für das Precision Farming auf der über 5.200 ha umfassenden Bewirtschaftungsfläche bereits seit fünf Jahren eine eigene RTK-Referenzstation.

Das automatische Berechnen und Fahren der Mähdrescher in optimierten Erntebahnen mittels Spurführungssystem erhöht die Schlagkraft wesentlich. Voraussetzung dafür sind satellitengestützte Navigation und ein stabiles Korrektursignal.

Das automatische Berechnen und Fahren der Mähdrescher in optimierten Erntebahnen mittels Spurführungssystem erhöht die Schlagkraft wesentlich. Voraussetzung dafür sind satellitengestützte Navigation und ein stabiles Korrektursignal.

Einklappbare Antenne für den Empfang von GPS-Signalen an einem Claas Mähdrescher.

Einklappbare Antenne für den Empfang von GPS-Signalen an einem Claas Mähdrescher.

Ländergrenzen sind für SAPOS noch eine Hürde

Beim Thema SAPOS-Korrekturdaten gibt es gelegentlich aber auch kritische Stimmen. So hat Andreas Schmidt von der Agrarberatung EXAgT festgestellt, dass die Vermessungsbehörden der Länder unterschiedlich schnell auf Störungen der SAPOS-Server reagieren. „In Bayern klappt das gut, aber in Sachsen-Anhalt waren wir mal ein ganzes Wochenende ohne Signal“, berichtet der Precision Farming-Experte. Lohnunternehmer, die in mehreren Bundesländern tätig sind, haben die Erfahrung gemacht, dass das Korrektursignal oft schon wenige Kilometer hinter der Landesgrenze wegbricht. Auf Nachfrage bei der Zentralen Stelle SAPOS verweist deren Leiter darauf, dass die unterbrechungsfreie Übertragung des Signals eine stabile Internetverbindung über Mobilfunk voraussetzt. „Da wird dann schnell mal der Fehler bei SAPOS gesucht, dabei liegt die Unterbrechung in der ungenügenden Abdeckung durch den Mobilfunkanbieter begründet“, weiß Jahn aus seiner täglichen Praxis.

Landwirte oder Lohnunternehmer, die den SAPOS-Dienst in mehreren Bundesländern nutzen wollen, könnten – sofern dort bereits eine Freischaltung für den Agrarbereich erfolgt ist – bei der Zentralen Stelle (kostenpflichtig) oder den Landesbehörden mehrere Verbindungspunkte beantragen und dann gegebenenfalls auf das länderspezifische Signal umschalten. Eine zentimetergenaue Navigation übers Smartphone wird nach Ansicht von Jahn in ein bis zwei Jahren möglich sein.

Carmen Rudolph

Carmen Rudolph


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