Wetenschap

Satellietnavigatie bestuurt landbouwvoertuig

Kaarsrecht ploegen
met 'losse handen'

Van onze wetenschapsredactie
Boeren kunnen er een puntje aan zuigen. Er is geen landbouwer die zijn velden zó recht ploegt dat de voren een afwijking vertonen van minder dan 2 centimeter. Een proeftrekker van Stanford University in Californië steekt hen de loef af. Onderzoekers rustten de trekker uit met een satellietnavigatiesysteem.

Automatische besturing van voertuigen staat volop in de belangstelling. De chauffeurloze bus, apparatuur die zonder tussenkomst van de mens wegen aanlegt, voertuigen die in gevaarlijke omgeving kunnen opereren, het zijn aansprekende voorbeelden. De trekker met automatische besturing breidt sinds kort het rijtje uit.

De Amerikanen waren al langer gefascineerd door de automatische piloot. Vier jaar geleden begonnen ze aan de ontwikkeling van een besturingssysteem voor een elektrisch golfkarretje. Binnen een jaar hadden ze succes. Met deze kennis verlegden ze hun activiteiten naar de besturing van trekkers.

John Deere, fabrikant van landbouwvoertuigen, kwam de club tegemoet met een trekker. Het ruim 9000 kilo zware, 140 pk sterke voertuig verslaat met zijn op satellietnavigatie gebaseerde besturingssysteem inmiddels de beste trekkerchauffeurs. En dat bij alle taken, en op alle snelheden.

Maaidorser
Het gebruik van het Global Positioning System (GPS) –een systeem dat een signaal ontvangt van rond de aarde cirkelende satellieten en daardoor nauwkeurig de positie berekent– in de landbouw is niet nieuw. John Deere verkoopt bijvoorbeeld landbouwapparatuur die een verband legt tussen de opbrengst en bemesting van bepaalde stukken land, en deze gegevens koppelt aan een elektronische kaart van het veld. Op die manier kunnen bemesting en zaaidichtheid geoptimaliseerd worden op basis van de gegevens van eerdere oogstjaren.

Met het GPS is de positie te bepalen met een nauwkeurigheid van ongeveer 100 meter. Een verbeterde vorm hiervan, Differential GPS (DGPS), maakt gebruik van basisstations op de aarde, waarvan de positie exact bekend is. Hierdoor gaat de afwijking omlaag naar 1 meter. Dat is nog niet genoeg voor toepassing op een automatisch besturingssysteem op een trekker.

'Namaaksatelliet'
Daarom maakten de onderzoekers van Stanford University gebruik van een methode die ze eerder ontwikkelden voor een automatisch landingssysteem voor vliegtuigen. Een extra grondstation dient als 'namaaksatelliet'. Deze pseudoliet zendt GPS-achtige signalen uit. De combinatie van de pseudoliet met DGPS is in staat een landbouwvoertuig te besturen met een precisie op centimeterniveau. Ter vergelijking: de beste boeren halen een nauwkeurigheid van zo'n 10 centimeter.

Het gebruik van een satellietnavigatiesysteem stelt echter als eis dat er geen grote gebouwen of bergen staan die de satellietsignalen tegenhouden. Daardoor liggen toepassingen in de landbouw juist voor de hand.

De enige beperking die een echte doorbraak van besturingssystemen op basis van satellietnavigatie in de landbouw in de weg staat, is het feit dat het DGPS nog niet overal optimaal functioneert. Het netwerk van basisstations is niet fijnmazig genoeg, er zijn nog 'witte vlekken' op de aardbol.

Spiraalvorm
Daarom vinden ook de commercieel verkrijgbare landbouwmachines die al gebruikmaken van DGPS nog geen ruime toepassing. Integendeel, de fabrikant geeft zelfs een waarschuwing af: zeker in de gebieden die het systeem nog niet volledig dekt, moet de landbouwer niet blindvaren op zulke systemen.

Hoewel de John Deere met automatische piloot nog een experiment is, zien de onderzoekers grote mogelijkheden voor de landbouw. Precisielandbouw kan volstaan met minder meststoffen en gewasbestrijdingsmiddelen. Dit bespaart niet alleen geld, maar spaart ook het milieu.

Ook de boer zelf zou er wel bij varen. Vervelende, soms slaapverwekkende klussen zijn verleden tijd. Bij nacht en ontij kan er gewerkt worden, handig als de oogst snel binnen moet zijn. Eén boer kan als het moet een heel konvooi trekkers besturen, iets wat in het kleinschalige Nederland niet direct voor de hand ligt, maar op de uitgestrekte akkers in de VS veel tijd kan besparen.

Ploegen in spiraalvorm is nu ook mogelijk, dat bespaart heel wat tijdrovende haarspeldbochten aan de uiteinden van de akkers die de boer moet maken als hij zijn veld in rechte voren ploegt. De aanblik van zo'n geploegde akker zal wel wennen zijn.