Käyttökelpoinen satelliittipaikannus

Maatalouskoneautomaation yleisimmät GPS-paikannusta hyödyntävät teknologiat ovat paikkakohtainen satokartoitus ja -annostelu (täsmäviljely), puomi- ja heittolevityskoneiden lohkoautomatiikka sekä traktoreiden ja itsekulkevien koneiden automaattiohjaus. Näistä kaikki ovat tavalla tai toisella yhteyksissä myös ISOBUS-tekniikkaan, vaikka ydinteknologia on GNSS – tai vanhalla kansankielellä GPS.

Satelliittipaikannuksen tarkkuus ilman mitään korjaussignaalia on muutamia metrejä (plus-miinus). Epätarkkuus johtuu pääasiassa erilaisten satelliitin lähettämien parametrien epätarkkuudesta, sekä ilmakehän eri kerroksissa tapahtuvista signaalin vääristymistä. Matkustajalentokoneen matkalentokorkeuden alapuolella vääristymät liittyvät sääilmiöihin ja sen yläpuolella auringosta peräisin oleviin häiriöihin. Ilman lisätietoa vastaanotin ei pysty näitä virheitä korjaamaan ja paikannustarkkuus jää metreihin.

Viimeksi kuluneen viidentoista vuoden aikana GNSS-paikannuksen tarkkuudessa on otettu harppauksia. Uusien satelliittijärjestelmien (mm. venäläinen Glonass ja eurooppalainen Galileo) ansiosta taivaalla on enemmän signaalia lähettäviä satelliitteja, joista vastaanotin voi optimoida parhaat käyttöön. Varsinainen edistys on saatu kuitenkin EGNOS-korjauksen vakiintumisesta vakiovarusteeksi lähes jokaiseen nykyään myytävään satelliittipaikannuslaitteeseen. Tämä ilmainen, Euroopan "yläpuolella" televisiosatelliitin tavoin jatkuvasti "paikallaan pysyvä" eurooppalainen satelliitti lähettää jatkuvasti ilmaista korjaustietoa. EGNOS-satelliitteja on itse asiassa useampia, mutta kaikista tulee sama lähetys.

EGNOS-satelliitin lähettämä korjaustieto on kuitenkin peräisin maasta. Ympäri Eurooppaa olevien kiinteiden tarkkailuasemien keräämä tieto prosessoidaan yhteen ja korjausmallin parametrit jaellaan satelliitin kautta kaikille satelliittipaikantimille. Tämä eurooppalainen ponnistus on auttanut saavuttamaan yleisesti alle metrin paikannustarkkuuden, kun antenni ja vastaanotin ovat hyvälaatuisia. Matkapuhelimiin integroidut GPS-paikantimet hyödyntävät korjauksessa hieman eri tekniikkaa kuin konevastaanottimet.

Traktorin automaattiohjauksen moniin käyttötarkoituksiin tarvitaan kuitenkin merkittävästi tarkempi paikannusjärjestelmä. Esimerkiksi kylvötyössä metrin paikannustarkkuus ei riitä mihinkään, vaikka satokartoituksessa se on riittää. Tarkimpaan paikannustasoon, alle kymmenen senttimetriä, tarvitaan ns. RTK-tasoinen paikannuslaite, ja siihen yhteensopiva korjaussignaalin lähde. Nämäkin korjaussignaalit ovat alun perin peräisin ympäri maatamme olevista kiinteistä tarkkailuasemista, mutta signaalin siirtotapa traktoriin vaihtelee. Jotkin palvelut siirtävät tiedon satelliitin kautta, toiset hyödyntävät maamme kännykkäverkkoja ja kolmas tapa perustuu paikalliseen radiomodeemiin ja yleensä omaan tukiasemaan.

RTK-korjaussignaalit eivät ole ilmaisia, kuten eurooppalaisen yhteistyön perus-EGNOS on. Alalla on vakiintuneita isoja toimijoita, jotka lähettävät korjaustietoa satelliitin kautta, kuten Omnistar tai Starfire – nämä eivät vaadi kännykkäverkkoa, mutta vaativat lisenssiavaimen, jonka tyypillisesti voi ostaa verkkokaupasta luottokortilla. Toinen vaihtoehto on paikalliset maakohtaiset tukiasemaverkot. Suomessa viime vuosina toimijoina ovat olleet Trimnet ja Leican SmartNet. Korjaussignaali on käytössä, kun kk- tai vuosimaksu on maksettu ja SIM-kortti signaalia välittävässä laitteessa. Tänä vuonna on markkinoille ilmestynyt uusi toimija, kun Agritek on alkanut asentaa CNH:n verkkoa Etelä-Suomeen. Kolmas vaihtoehto on oma RTK-tukiasemalaite.

Kirjoittaja toimii maatalouskoneautomaation professorina Münchenin teknillisessä yliopistossa.