GPS技術在畜牧業中的應用探討

陳召祥　陳菊　陳正

摘要：隨著信息技術的不斷發展，各行各業都開始應用信息技術，畜牧業也不例外，GPS技術因其自身的一些優勢，使其在畜牧業中有著一定的發展前景，在畜牧業中的應用也較為廣泛。本文也就GPS的定義作出了簡要的分析，同時對GPS技術在畜牧業中的應用作出了簡單的探討。

關鍵詞：GPS技術；畜牧業；應用

我國是一個畜牧業大國，自我國改革開放以來，我國在畜牧業上的發展取得了一定的成就。但是，隨著我國社會經濟的發展，城鎮化不斷的推行深入，使得農村居民都開始往城市涌入，使得傳統養殖方式在漸漸消失，正在朝著規模化的養殖方式發展。規模化的養殖方式，其養殖的數量較多，在一定程度上加大了管理的難度，再加上社會的發展，傳統的管理模式和制度已經不符合現代畜牧業的發展了，因此，有相關人員就提出了，在畜牧業養殖過程中使用GPS定位技術與無線傳感網絡技術相結合構成的跟蹤監督系統，以期使得畜牧業能得到更好的發展。

一、GPS技術的定義

GPS技術也可以稱之為全球定位系統，是美國在20世紀70年代開始研制的，在1994年全面建成，在導航中經常使用這項技術，GPS系統主要由三大部分組成，分別是空間控制部分—GPS衛星星座、地面控制部分一地面監控系統、用戶設備部分—GPS信號接收機。GPS技術其最主要的優勢就是自動化、全天候、速度快、可同時測定點的三位坐標、精度高、測站間無需通視等。在現代發展過程中，GPS精密定位技術經常被使用在經濟建筑或者是科學技術等方面，在對大地測量學上應用GPS精密定位能夠有效的提升其測量的準確度，對于其產生了重要的影響。在科學技術范圍內，24顆GPS衛星環繞地球運行，它們運行的周期為12個小時，無論在什么時候或者是什么地點都可以同時觀測到4顆以上的衛星，由此可見，在使用GPS精密定位技術進行觀測的過程中，我們可以得到衛星接收機的距離，然后在利用三維坐標中的距離公式，之后就能組成三個方程式，最后再解出觀測三點X，Y，Z的位置。但是，在解的過程中需要注意的是，衛星時鐘與接收機時鐘之間存在著一定的誤差，在實際過程中其實是有4個未知數，除了X，Y，Z這三個以外，還有種差，所以，在使用過程中還需要引入第四顆衛星，形成四個方程式，然后對其進行求解，從而得到觀測點的經緯度和高程。

二、GPS技術在畜牧業中的應用

1.GPS技術應用在畜牧業中的結構原理

在畜牧業中應用GPS技術，其監控系統主要由五個部分構成，分別是GPS模塊、數據處理模塊、無線傳輸模塊、無線接收模塊、控制中心，其構成的結構圖主要如下圖1所示。

通過上圖1我們能看出，GPS信號轉發系統將GPS模塊、數據處理模塊以及無線發送模塊封裝在一塊，在畜牧業中應用這項技術我們可以將其采用項圈或者是耳釘的形式固定所養殖的牲畜身上，在這三項中，GPS模塊負責采集動物所處的地理位置信息，就像是緯度、經度等，而梳理處理模塊則負責將采集到的信息整理打包，然后由無線發送模塊將打包好的數據信息發送出去。在使用GPS技術的時候，還需要在管理中心設置無線接收模塊，將所接收到的信息傳達給控制中心，這樣控制中心就能清楚的知道牲畜的具體位置以及其分布情況，一旦牲畜超出了圈養范圍，控制中心就會立馬知道，然后就會產生相應的告警，之后養殖場內的管理人員就可以立馬找到動物所處的位置對其進行相應的處理措施。在畜牧業中應用GPS技術對牲畜進行監控，其監控系統就像一個小型的物聯網系統，其中，GPS模塊以及數據處理模塊就像是物聯網系統中的感知層，而無線傳輸模塊就相當于物聯網系統中的網絡層，控制中心就相當于是物聯網系統中的結點。

2.GPS技術應用在畜牧業中定位的方式

在畜牧業中應用GPS精密定位技術，其采用的是動態定位方式，在運動過程中接收機載體的位置數據是按照相關的規定時間間隔，然后經過自動化觀測所得到的，在使用的過程中，其采用的GPS系統是美國的定位系統，每秒鐘可以進行四次數據信息的更新，民用精度為10m，在畜牧業中使用這種定位方式，能夠有效的滿足并且實現畜牧業中監測工作的自動化。在畜牧業中應用GPS定位技術，還可以對牲畜進行全天候的實時動態觀測，在對其進行實時動態測量過程中，有著相應的動態測量技術—RTK，這項技術是以載波相位觀測量作為依據的實時差分GPS（RTDGPS）測量技術，這項技術是GPS測量技術中的一個全新的突破，應用GPS技術進行定位和導航的過程中，不會再受到天氣的影響，無論什么天氣都能進行全天候的工作，因此，在畜牧業中應用GPS技術能夠有效的保證在對動物進行監測時的自動化和連續性。

3.在畜牧業中應用GPS技術需要注意的問題

在畜牧業中應用GPS技術對動物進行監測時，其系統所采用的方式是無線的，所以，在設計監測方案時，應該盡可能的設計一套低功耗的方案，這樣就能更好地解決GSP和無線發送模塊的供電問題，總而言之，在選擇GPS模塊的時候，盡量選擇精度高、功耗低的模塊。在設計無線發送模塊的過程中，可以參考物聯網無線傳感網絡，以此來選擇低功耗的模塊，從而增加檢測的時間。在選擇模塊的過程中，還應該盡可能的選擇體積較小的模塊，這樣就能更好地安裝在動物身上，在安裝過程中也會更加方便，在使用的過程中，還可以根據養殖場的大小，適當的增加中繼器，這樣就能增強數據傳輸之間的距離，保證通信的可靠性。

三、結語

綜上所述，在畜牧業中應用GPS技術對動物進行監測，主要的優勢就是快速、實時、不受天氣變化所影響、不受通視條件所限制等，再加上與無線傳輸網絡相結合，最大程度上實現了只能化的跟蹤和定位功能，減少了大量的人力和物力，非常符合現代畜牧業的發展趨勢，有利于推動畜牧業的發展。