GPS: Sistemas de posicionamiento en agricultura, principios básicos y aplicación para mejorar los rendimientos

Adolfo Moya González. Escuela Técnica Superior de Ingeniería Agronómica, Alimentaria y de Biosistemas. Universidad Politécnica de Madrid (UPM)

Una visión histórica

Los sistemas globales de navegación por satélite (GNSS) tienen su origen en el proyecto GPS de los EEUU, por lo que en muchos casos se emplean ambos términos de forma indistinta.

El proyecto GPS se puso en marcha por parte del Departamento de Defensa de los Estados Unidos en el año 1973, con una flota inicial de 24 satélites. En un primer momento se planteó su uso exclusivamente para fines militares, aunque hechos como la tragedia del vuelo 007 de las líneas aéreas Surcoreanas, que equivocó su ruta invadiendo el espacio aéreo Ruso y siendo derribado al ser confundido con un avión espía, motivaron la autorización para el uso civil en la década de los 80.

La constelación GPS cuenta en la actualidad con 31 satélites activos procedentes de diversas generaciones, estando ya los satélites lanzados en las primeras generaciones fuera de servicio.

Principios de la tecnología

El sistema GPS emplea un mínimo de cuatro señales de satélite para determinar una posición en un sistema de coordenadas cuyo centro es el centro de la tierra, empleando tres señales para el cálculo de coordenadas y al menos otra más para la corrección de las desviaciones en la hora de los satélites). La posición calculada es posteriormente traducida en latitud, longitud y altitud sobre el nivel del mar empleando un modelo elipsoidal de la tierra.

Paralelamente al sistema GPS de los EEUU, otras entidades han programado la puesta en servicio de sus propias constelaciones de satélites, este es el caso de GLONASS de Rusia, completamente operativa con cobertura mundial; Galileo de la Unión Europea y países asociados que comenzó operaciones en 2016, y tiene previsto el despliegue completo (24 satélites operativos y 6 en reserva) para 2020; o Beidu, la constelación China con cobertura mundial prevista para el año 2020.

Sistemas para la corrección de la señal

El envío de la señal de corrección se puede llevar a cabo por distintos medios, uno de ellos es el envío de esta señal hacia satélites geoestacionarios que cubren una cierta región y que a su vez reenvían la señal de corrección a los receptores en tierra. En Europa, este servicio de señal de corrección se denomina EGNOS, operativo desde 2009 y cuenta con una red de estaciones en tierra más tres satélites geoestacionarios.

El sistema RTK o de corrección cinemática en tiempo real se basa en el mismo principio, en el cual se instala una antena fija, generalmente en el borde de una parcela, que calcula constantemente su posición e informa a los receptores móviles en los alrededores. Debido a la cercanía de esta antena, la precisión obtenida en cuanto a la posición relativa (con respecto a la antena) es muy elevada.

Soluciones de mercado para sistemas de navegación por satélite

Como hemos visto existe un rango muy amplio de soluciones para la corrección de la señal GPS en función de la aplicación a realizar. La precisión de los dispositivos receptores y la posibilidad de empleo de señales de corrección hacen cada vez más factible adecuar la precisión a la aplicación a realizar, y este es un aspecto clave en la incorporación de las tecnologías para la Agricultura de Precisión. La precisión de la señal deberá estar adecuada al tractor empleado, el sistema de guiado disponible y los aperos utilizados para sacar el máximo partido posible a las tecnologías ligadas a la agricultura de precisión.

La adopción de sistemas enfocados a la agricultura de precisión pasa necesariamente en un primer momento por la adopción de un sistema de guiado, desde los más básicos sistemas de indicadores que permiten al tractorista corregir la trayectoria, pasando por sistemas de guiado implementados en el volante hasta sistemas integrados en el circuito de dirección de fábrica o montados a posteriori. La capacidad y funcionalidad del sistema de guiado elegido marcará el uso que se le dé, en cantidad y calidad y con ello la capacidad de sacar todo el partido a un sistema de posicionamiento de mayor precisión.

Otro aspecto importante son los aperos de los que dispongamos, ya que deberían estar proporcionados al tractor, sistema de posicionamiento y de guiado empleado para obtener todo el potencial del conjunto, de poco nos servirá una barra de pulverización con un control de secciones muy preciso si nuestro tractor no dispone de un sistema de posicionamiento y guiado que nos permita hacer uso de ello… Este aspecto es extensible no sólo a los aperos, sino a todas las fuentes de información que hoy en día están a disposición para obtener el máximo rendimiento en las explotaciones agrícolas y que comprenden tanto la adquisición y de datos como las actuaciones llevadas a cabo sobre el terreno. Un caso paradigmático es la elaboración de mapas de datos (de suelo, de vegetación, de humedad, de rendimientos…) y tras ellos la elaboración de mapas de prescripción (de siembra, de abonado, de pulverización, de riego…). La precisión de los equipos empleados tanto en la adquisición de datos como en la actuación deberá estar proporcionada, de lo contrario tendremos un cuello de botella que nos permitirá trabajar a nivel de la fase menos precisa. Por lo tanto la selección de un servicio de posicionamiento deberá ser estudiada cuidadosamente para que se ajuste a todo el sistema de producción de la explotación.

Afortunadamente los proveedores de sistemas de posicionamiento para la agricultura de precisión proporcionan en sus catálogos orientaciones sobre las soluciones más adecuadas en función de los trabajos a realizar. Será nuestra labor informarnos de qué productos ofrecen y cuales se ajustan mejor a las necesidades de nuestras explotaciones.

Para saber más de los sistemas de posicionamiento

https://www.esa.int/Our_Activities/Navigation/Galileo_and_EGNOS (consultada agosto 2019)

http://www.gps.gov/technical/ps/2008-SPS-performance-standard.pdf (consultada agosto 2019)

Resumen del trabajo del mismo autor publicado en el nº 277 de la revista Tierras Agricultura, en la sección 'La Agricultura Digital'