RTK-GNSS für die Präzisionslandwirtschaft: APS1, Grenzen & Fernerkundung

Standard-GNSS (ohne RTK-Korrektur) liefert eine Positionsgenauigkeit von ±1–3 m – ausreichend für die Navigation, aber unzureichend für die rechtlichen, technischen und agronomischen Anforderungen moderner Landwirtschaft. RTK-GNSS mit einer festen Genauigkeit von ±8 mm verändert die Möglichkeiten:

GENAUIGKEIT DER RECHTLICHEN GRENZEN:
In den meisten Rechtsordnungen ist für die rechtsgültige Registrierung von landwirtschaftlichen Grundstücksgrenzen höchste Genauigkeit erforderlich. Bereits Grenzfehler von 1–2 Metern auf einem großen landwirtschaftlichen Betrieb können erhebliche Streitigkeiten über die Landfläche nach sich ziehen. RTK mit einer Genauigkeit von ±8 mm bietet die notwendige Präzision für die rechtsgültige Wiederherstellung von Grundstücksgrenzen und die Neuaufteilung von Grundstücken in jedem Gelände.

Bewässerungs- und Entwässerungsplanung:
Für die korrekte Funktion von Bewässerungskanälen und Entwässerungsauslässen ist eine vertikale Genauigkeit von ±10–20 mm erforderlich. Die standardmäßige vertikale Genauigkeit von GNSS (±2–5 m) ist für die hydraulische Planung unbrauchbar. Die vertikale Genauigkeit von RTK (±15–25 mm) auf offenem, ebenem Gelände ist für die meisten Bewässerungs- und Entwässerungsplanungen ausreichend.

ANTRAG AUF VARIABLEN TARIF:
Bodenprobenahmeraster, Ertragskartierung und variable Düngung erfordern eine präzise Georeferenzierung der Probenahme- und Ausbringungspunkte. Die RTK-Positionierung gewährleistet, dass die Probenahmestellen von Saison zu Saison reproduzierbar sind – derselbe Rasterpunkt wird zentimetergenau, nicht metergenau, wiederverwendet.

Drohnen-Bodenkontrolle:
Für die Kartierung von Agrarflächen mittels Drohnen zur Beurteilung des Pflanzenzustands, zur Biomassebestimmung und zur topografischen Vermessung sind präzise Bodenkontrollpunkte (GCPs) mit RTK-Genauigkeit erforderlich. Das Handgerät APS1 ist die schnellste Methode, um GCPs für Drohnen auf großen, offenen Feldern zu etablieren.

1. GRENZABSCHNITTUNG UND KATASTROMVERMESSUNG:
Wiederherstellung bestehender Katastergrenzen, neue Parzellierungen und Flurbereinigungen auf landwirtschaftlichen Flächen. Dank seiner kompakten Bauweise ermöglicht der APS1 ein schnelles Überqueren von Feldgrenzen, Zäunen und Bewässerungskanälen, was mit einem vollwertigen Rover auf einer Messstange nicht praktikabel wäre.

2. BEWÄSSERUNGSKANAL-LAYOUT UND IST-AUSFÜHRUNG:
Die Anlage neuer Bewässerungskanäle mit Mittellinien und Auslaufbauwerken sowie die Vermessung der bestehenden Kanalprofile zur Durchflussberechnung werden durchgeführt. Die vertikale Genauigkeit der RTK-Messung von ±15–25 mm deckt die Gefälleanforderungen für die Planung von Schwerkraftbewässerungssystemen auf flachen landwirtschaftlichen Flächen ab.

3. Entwässerungsvermessung und -planung:
Topografische Vermessung landwirtschaftlicher Entwässerungsgebiete, Erfassung der Sohlhöhe von Entwässerungsgräben und Planung neuer Entwässerungsinfrastruktur. Für schwer zugängliche Entwässerungselemente – Rohrsohlen in wassergefüllten Kanälen, Durchlasssohlen – erweitert der AP40 Laser+ seine Einsatzmöglichkeiten um eine Laser-Offset-Messung von 120 m.

4. Einrichtung eines Bodenprobenahmenetzes:
Markierung und Wiederbelegung von Bodenprobenahmepunkten auf großen Feldern zur variablen Düngemitteldosierung. RTK gewährleistet, dass derselbe Punkt Saison für Saison wieder beprobt wird, wodurch mehrjährige Bodenanalysen statistisch valide sind.

5. Drohnen-GCP-Platzierung:
Einrichtung von Bodenkontrollpunkten für die landwirtschaftliche Drohnenphotogrammetrie und multispektrale Vermessung. Die APS1 ist leicht genug, um sie an jeden beliebigen Punkt auf einem großen Grundstück zu transportieren, und schnell genug, um ein vollständiges GCP-Netzwerk in einer einzigen Vormittagssitzung einzurichten.

6. Kartierung und GIS für landwirtschaftliche Flächen:
Kartierung von Feldgrenzen, Infrastrukturstandorten (Pumpstationen, Lagerstätten, Zufahrtswege) und Wasserstellen für das landwirtschaftliche GIS-Management. Das APS1 lässt sich direkt mit gängiger GIS-Datenerfassungssoftware verbinden und ermöglicht so die nahtlose, schichtweise Erfassung von Attributdaten.

Der APEKS APS1 ist ein speziell entwickelter, handgeführter RTK-Empfänger für die Datenerfassung im Feld, wo der Aufbau einer vollwertigen Entfernungsmessanlage unpraktisch ist. Wichtigste Spezifikationen:

GEWICHTS- UND FORMFAKTOR:
Mit nur 210 g lässt sich der APS1 problemlos in einer Hand tragen – vergleichbar mit dem Gewicht eines Smartphones. Für die GIS-Datenerfassung und die Kartierung von Grundstücksgrenzen ist keine Messstange erforderlich. Die kompakte Bauform ist der Hauptvorteil gegenüber herkömmlichen Rover-auf-Stange-Konfigurationen für den Einsatz in der Landwirtschaft.

GNSS-LEISTUNG:
1408-Kanal-Verfolgung aller Satellitensysteme (GPS, GLONASS, BeiDou, Galileo, QZSS, NavIC, SBAS) – basierend auf der gleichen UM980-Platine wie die Rover der AP-Serie. RTK-Festgenauigkeit: ±8 mm horizontal, ±15 mm vertikal. Für Katasterarbeiten und die Platzierung von Passpunkten entspricht diese Genauigkeit der eines Rovers in voller Größe.

IMU-Neigungskompensation:
Die kalibrierungsfreie IMU mit 60°-Bewegungswinkel ermöglicht es, den APS1 in einem natürlichen Gehwinkel zu halten, ohne dass das Gerät für jede Messung vertikal ausgerichtet werden muss. Dies eliminiert bei schnellen Grenzübergängen in unebenem Ackerland den Nivellierungsschritt, der ein herkömmliches Rover-Setup sonst verlangsamen würde.

IP67-SCHUTZ:
Vollständiger Schutz vor Staub und Wasser – das APS1 kann bei Regen, über Bewässerungskanälen und auf schlammigen Feldern ohne Ausfallrisiko eingesetzt werden. Landwirtschaftliche Felder stellen im Vergleich zu Baustellen deutlich höhere Anforderungen an Feuchtigkeit und Partikelbelastung.

KONNEKTIVITÄT:
Integriertes 4G-Modem für CORS-NTRIP-Verbindungen. Bluetooth und WLAN für den Datenexport. Kompatibel mit gängiger landwirtschaftlicher GIS-Software über Bluetooth-Verbindung mit einem Smartphone oder Tablet.

Landwirtschaftliche Betriebe im brasilianischen Cerrado, der zentralasiatischen Steppe, dem ostafrikanischen Hochland und dem abgelegenen australischen Outback liegen häufig 100–300 km von der nächsten CORS-Referenzstation entfernt. NTRIP-basiertes RTK ist bei diesen Entfernungen nicht praktikabel. Die Basisstation mit Rover bietet volle RTK-Genauigkeit aus einer autarken Quelle.

LEICHTGEWICHT-BASIS (AP10 ODER AP20):
Jeder AP10 oder AP20, der an einem bekannten Grenzstein oder einem festgelegten Bezugspunkt installiert ist, sendet Korrekturdaten per 2-Watt-UHF-Funk an den APS1 oder einen anderen Rover im Umkreis von 8–15 km. Auf einem typischen großen landwirtschaftlichen Betrieb, dessen Arbeitsbereich innerhalb eines Radius von 15 km um den Mittelpunkt des Grundstücks liegt, deckt eine einzige AP10-Basisstation das gesamte Gelände ab. Für die Korrekturverbindung sind weder Internet noch eine SIM-Karte erforderlich.

MAX5 FÜR SEHR GROSSE GRUNDSTÜCKE:
Für landwirtschaftliche Betriebe mit einer Ausdehnung von mehr als 15 km – wie sie in großen Getreide-, Baumwoll- und Viehzuchtbetrieben in Südamerika, Afrika und Zentralasien üblich sind – bietet die dedizierte Basisstation MAX5 5-W-LoRa-Korrekturen mit einer Reichweite von bis zu 25 km in flachem, offenem Gelände. Eine einzelne MAX5 auf einem zentralen Referenzpunkt deckt einen Radius von 25 km ab – das entspricht einer kreisförmigen Fläche von ca. 200.000 Hektar. Der interne Akku mit 13.200 mAh ermöglicht einen Betrieb von über 8 Stunden ohne externe Stromversorgung und deckt damit einen kompletten Feldtag ohne Unterbrechung ab.

HINWEIS ZUR GENAUIGKEIT:
Die Genauigkeit des RTK-Verfahrens mit Basisstation und Rover ist identisch mit der des CORS-basierten RTK-Verfahrens, vorausgesetzt, die Basisstation ist auf einem korrekt koordinierten Kontrollpunkt eingerichtet. Bei Grenzvermessungen sollte die Basisstation auf einem bestehenden Katasterpunkt mit bekannten Koordinaten positioniert werden. Bei neuen Vermessungen ohne vorhandenen koordinierten Kontrollpunkt muss vor Beginn der RTK-Operationen eine statische GNSS-Position auf der Basisstation ermittelt werden.

SZENARIO 1 — GROSSE SOJABOHNENFARM-GRENZENVERMESSUNG (BRASILIEN, NO CORS):
Die MAX5-Basisstation wurde an einem bekannten Katasterpunkt am Eingang des Bauernhofs installiert. Der tragbare Rover APS1 durchquert die gesamte 40 km lange Grundstücksgrenze und trägt das Gerät dabei in einer Hand, während er entlang von Zäunen und Entwässerungsgräben läuft. 5-Watt-LoRa-Korrekturen von MAX5 gewährleisten eine stabile RTK-Verbindung auf dem gesamten Gelände. Die vollständige Grenzvermessung wurde von einem einzigen Bediener an einem Tag abgeschlossen. Für die Korrekturverbindung sind weder CORS noch Mobilfunkdaten erforderlich.

SZENARIO 2 — BEWÄSSERUNGSPLAN (ÄGYPTEN/NILDELTA):
AP20 ist, sofern verfügbar, über 4G mit CORS verbunden, alternativ kann AP10 als leichteres Basisgerät auf Basis etablierter Referenzdaten verwendet werden. AP40 Laser+ misst die Sohlhöhen am Ein- und Auslauf des Hauptbewässerungskanals ohne Wasserzugang. APS1 erfasst parallel zur Bewässerungsvermessung Feldgrenzen- und Infrastrukturdaten im GIS. Beide Geräte nutzen dieselbe Korrekturquelle – die Daten werden ohne Registrierung im Betriebsführungs-GIS zusammengeführt.

SZENARIO 3 — UNTERSTÜTZUNG VON DROHNENUNTERSUCHUNGEN BEI LANDWIRTSCHAFTLICHEN VERMESSUNGEN (OSTAFRIKA):
Die MAX5-Basisstation dient sowohl als Drohnenbasisstation (über WLAN-Hotspot zur DJI RC Pro) als auch als Quelle für die Boden-GCP-Korrektur (über LoRa zu APS1). Der APS1-Operator platziert 10–15 GCPs im Vermessungsgebiet, während die Drohne darüberfliegt. Am Ende der Messung stimmen die Koordinaten der Drohnenbilder und der Boden-GCPs mit den Koordinaten der MAX5-Basisstation überein – eine direkte Ausrichtung in Pix4D ohne manuelle Registrierung.