GPS技術在畜牧業(yè)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(fā)展，各行各業(yè)都開始應用信息技術，畜牧業(yè)也不例外，GPS技術因其自身的一些優(yōu)勢，使其在畜牧業(yè)中有著一定的發(fā)展前景，在畜牧業(yè)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(yè)中的應用作出了簡單的探討。

關鍵詞：GPS技術；畜牧業(yè)；應用

我國是一個畜牧業(yè)大國，自我國改革開放以來，我國在畜牧業(yè)上的發(fā)展取得了一定的成就。但是，隨著我國社會經(jīng)濟的發(fā)展，城鎮(zhèn)化不斷的推行深入，使得農(nóng)村居民都開始往城市涌入，使得傳統(tǒng)養(yǎng)殖方式在漸漸消失，正在朝著規(guī)?；酿B(yǎng)殖方式發(fā)展。規(guī)模化的養(yǎng)殖方式，其養(yǎng)殖的數(shù)量較多，在一定程度上加大了管理的難度，再加上社會的發(fā)展，傳統(tǒng)的管理模式和制度已經(jīng)不符合現(xiàn)代畜牧業(yè)的發(fā)展了，因此，有相關人員就提出了，在畜牧業(yè)養(yǎng)殖過程中使用GPS定位技術與無線傳感網(wǎng)絡技術相結合構成的跟蹤監(jiān)督系統(tǒng)，以期使得畜牧業(yè)能得到更好的發(fā)展。

一、GPS技術的定義

GPS技術也可以稱之為全球定位系統(tǒng)，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(jīng)常使用這項技術，GPS系統(tǒng)主要由三大部分組成，分別是空間控制部分—GPS衛(wèi)星星座、地面控制部分一地面監(jiān)控系統(tǒng)、用戶設備部分—GPS信號接收機。GPS技術其最主要的優(yōu)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(xiàn)代發(fā)展過程中，GPS精密定位技術經(jīng)常被使用在經(jīng)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(chǎn)生了重要的影響。在科學技術范圍內，24顆GPS衛(wèi)星環(huán)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(wèi)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(wèi)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(wèi)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(shù)，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(wèi)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(jīng)緯度和高程。

二、GPS技術在畜牧業(yè)中的應用

1.GPS技術應用在畜牧業(yè)中的結構原理

在畜牧業(yè)中應用GPS技術，其監(jiān)控系統(tǒng)主要由五個部分構成，分別是GPS模塊、數(shù)據(jù)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(fā)系統(tǒng)將GPS模塊、數(shù)據(jù)處理模塊以及無線發(fā)送模塊封裝在一塊，在畜牧業(yè)中應用這項技術我們可以將其采用項圈或者是耳釘?shù)男问焦潭ㄋB(yǎng)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(jīng)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(fā)送模塊將打包好的數(shù)據(jù)信息發(fā)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(yǎng)范圍，控制中心就會立馬知道，然后就會產(chǎn)生相應的告警，之后養(yǎng)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(yè)中應用GPS技術對牲畜進行監(jiān)控，其監(jiān)控系統(tǒng)就像一個小型的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，其中，GPS模塊以及數(shù)據(jù)處理模塊就像是物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中的感知層，而無線傳輸模塊就相當于物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中的網(wǎng)絡層，控制中心就相當于是物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中的結點。

2.GPS技術應用在畜牧業(yè)中定位的方式

在畜牧業(yè)中應用GPS精密定位技術，其采用的是動態(tài)定位方式，在運動過程中接收機載體的位置數(shù)據(jù)是按照相關的規(guī)定時間間隔，然后經(jīng)過自動化觀測所得到的，在使用的過程中，其采用的GPS系統(tǒng)是美國的定位系統(tǒng)，每秒鐘可以進行四次數(shù)據(jù)信息的更新，民用精度為10m，在畜牧業(yè)中使用這種定位方式，能夠有效的滿足并且實現(xiàn)畜牧業(yè)中監(jiān)測工作的自動化。在畜牧業(yè)中應用GPS定位技術，還可以對牲畜進行全天候的實時動態(tài)觀測，在對其進行實時動態(tài)測量過程中，有著相應的動態(tài)測量技術—RTK，這項技術是以載波相位觀測量作為依據(jù)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(yè)中應用GPS技術能夠有效的保證在對動物進行監(jiān)測時的自動化和連續(xù)性。

3.在畜牧業(yè)中應用GPS技術需要注意的問題

在畜牧業(yè)中應用GPS技術對動物進行監(jiān)測時，其系統(tǒng)所采用的方式是無線的，所以，在設計監(jiān)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(fā)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(fā)送模塊的過程中，可以參考物聯(lián)網(wǎng)無線傳感網(wǎng)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(jù)養(yǎng)殖場的大小，適當?shù)脑黾又欣^器，這樣就能增強數(shù)據(jù)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(yè)中應用GPS技術對動物進行監(jiān)測，主要的優(yōu)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(wǎng)絡相結合，最大程度上實現(xiàn)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(xiàn)代畜牧業(yè)的發(fā)展趨勢，有利于推動畜牧業(yè)的發(fā)展。