Praxisversuche zur Positionierung und Navigation von Forstmaschinen unter schwierigen winterlichen Waldbedingungen; Forstmaschine der Firma HSM ausgestattet mit spezieller GNSS-Antennentechnologie und terrestrischer Verfolgung durch eine Totalstation © Jörg Staudemaier, FVA Baden-Württemberg
Im Rahmen des Forschungsprojekts SuperNav ist es gelungen, die satellitengestützte Navigation für Forstmaschinen entscheidend zu verbessern. Während GPS-basierte Systeme in der Landwirtschaft bereits seit Jahren präzise Steuerungen ermöglichen, war eine vergleichbare Genauigkeit im Wald bislang kaum realisierbar. Starke Abschattungen durch Bäume, feuchte Vegetation und Signalreflexionen führten bislang zu unzureichender Positionsgenauigkeit. SuperNav zeigt nun, dass es auch anders geht: Mit einer Ortungsgenauigkeit von unter drei Metern selbst unter dichtem Kronendach und winterlichen Bedingungen im Schwarzwald wurde ein neuer Standard gesetzt.
Ziel des von der Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe (FNR) im Auftrag des deutschen Bundeslandwirtchaftsministerium geförderten Vorhabens war die Entwicklung eines robusten und praxisgerechten Navigationssystems für den forstlichen Einsatz. Im Projekt arbeiteten die Forstliche Versuchs- und Forschungsanstalt Baden-Württemberg (FVA), das Fraunhofer-Institut für Integrierte Schaltungen (IIS), der Forstmaschinenhersteller HSM sowie die geo-konzept eng zusammen.
Erfolgreiche Erprobung im winterlichen Schwarzwald
Testbetrieb des SuperNav-Forwarders: Schwierigste Bedingungen während der Testfahrt dienen als Härtetest für das Navigationssystem. © Mathias Overbeck
SuperNav kombiniert verschiedene technische Komponenten zu einem leistungsfähigen Gesamtpaket:
- Mehrantennen-Systeme auf dem Fahrzeug verbessern den Satellitensignalempfang und minimieren Störungen durch Mehrwegeffekte.
- Waldoptimierte GNSS-Antennen mit Richtcharakteristik filtern störanfällige Empfangsbereiche, etwa durch nasse Blattmassen oder Bodensignale, gezielt aus.
- PPP-RTK-Technologie (Precise Point Positioning in Kombination mit Real-Time Kinematic) liefert hochpräzise Korrekturdaten in Echtzeit – auch bei eingeschränktem Satellitenempfang.
- Sensorfusion mit einem Trägheitsnavigationssystem (INS) gleicht kurzfristige Signalunterbrechungen aus, sodass die Position auch bei temporären Abschattungen stabil bleibt.
Nach der Integration aller Komponenten wurde das System auf einem Forstfahrzeug unter realen Bedingungen getestet – in einem typischen, schneebedeckten Forstrevier mit dichter Bestockung, welches für den Schwarzwald typisch ist. Selbst bei 40 cm Neuschnee und schwierigen Empfangsbedingungen wurde eine kontinuierliche Ortung mit einer horizontalen Abweichung von durchschnittlich unter drei Metern erreicht. Damit übertrifft SuperNav deutlich die bisher verfügbaren Lösunge, erklärten die Mitglieder des Forschunsgsteams.
Weichenstellung für die digitale Forstwirtschaft
Die Projektergebnisse zeigen laut Projektpartner, dass auch im Wald künftig eine präzise Navigation möglich sei. Das eröffne neue Perspektiven für eine Vielzahl digitaler Anwendungen: von Assistenzsystemen für die Maschinenführung über optimierte Rückeplanung bis hin zur exakten Umwelt- und Klimadatenerfassung. Auch für Logistikprozesse, Dokumentation und Zertifizierung in der Forstwirtschaft ergeben sich neue Möglichkeiten – etwa durch die baumgenaue Ortung von Arbeitsschritten.
