GPS技术在畜牧业中的应用探讨

陈召祥　陈菊　陈正

摘要：随着信息技术的不断发展，各行各业都开始应用信息技术，畜牧业也不例外，GPS技术因其自身的一些优势，使其在畜牧业中有着一定的发展前景，在畜牧业中的应用也较为广泛。本文也就GPS的定义作出了简要的分析，同时对GPS技术在畜牧业中的应用作出了简单的探讨。

关键词：GPS技术；畜牧业；应用

我国是一个畜牧业大国，自我国改革开放以来，我国在畜牧业上的发展取得了一定的成就。但是，随着我国社会经济的发展，城镇化不断的推行深入，使得农村居民都开始往城市涌入，使得传统养殖方式在渐渐消失，正在朝着规模化的养殖方式发展。规模化的养殖方式，其养殖的数量较多，在一定程度上加大了管理的难度，再加上社会的发展，传统的管理模式和制度已经不符合现代畜牧业的发展了，因此，有相关人员就提出了，在畜牧业养殖过程中使用GPS定位技术与无线传感网络技术相结合构成的跟踪监督系统，以期使得畜牧业能得到更好的发展。

一、GPS技术的定义

GPS技术也可以称之为全球定位系统，是美国在20世纪70年代开始研制的，在1994年全面建成，在导航中经常使用这项技术，GPS系统主要由三大部分组成，分别是空间控制部分—GPS卫星星座、地面控制部分一地面监控系统、用户设备部分—GPS信号接收机。GPS技术其最主要的优势就是自动化、全天候、速度快、可同时测定点的三位坐标、精度高、测站间无需通视等。在现代发展过程中，GPS精密定位技术经常被使用在经济建筑或者是科学技术等方面，在对大地测量学上应用GPS精密定位能够有效的提升其测量的准确度，对于其产生了重要的影响。在科学技术范围内，24颗GPS卫星环绕地球运行，它们运行的周期为12个小时，无论在什么时候或者是什么地点都可以同时观测到4颗以上的卫星，由此可见，在使用GPS精密定位技术进行观测的过程中，我们可以得到卫星接收机的距离，然后在利用三维坐标中的距离公式，之后就能组成三个方程式，最后再解出观测三点X，Y，Z的位置。但是，在解的过程中需要注意的是，卫星时钟与接收机时钟之间存在着一定的误差，在实际过程中其实是有4个未知数，除了X，Y，Z这三个以外，还有种差，所以，在使用过程中还需要引入第四颗卫星，形成四个方程式，然后对其进行求解，从而得到观测点的经纬度和高程。

二、GPS技术在畜牧业中的应用

1.GPS技术应用在畜牧业中的结构原理

在畜牧业中应用GPS技术，其监控系统主要由五个部分构成，分别是GPS模块、数据处理模块、无线传输模块、无线接收模块、控制中心，其构成的结构图主要如下图1所示。

通过上图1我们能看出，GPS信号转发系统将GPS模块、数据处理模块以及无线发送模块封装在一块，在畜牧业中应用这项技术我们可以将其采用项圈或者是耳钉的形式固定所养殖的牲畜身上，在这三项中，GPS模块负责采集动物所处的地理位置信息，就像是纬度、经度等，而梳理处理模块则负责将采集到的信息整理打包，然后由无线发送模块将打包好的数据信息发送出去。在使用GPS技术的时候，还需要在管理中心设置无线接收模块，将所接收到的信息传达给控制中心，这样控制中心就能清楚的知道牲畜的具体位置以及其分布情况，一旦牲畜超出了圈养范围，控制中心就会立马知道，然后就会产生相应的告警，之后养殖场内的管理人员就可以立马找到动物所处的位置对其进行相应的处理措施。在畜牧业中应用GPS技术对牲畜进行监控，其监控系统就像一个小型的物联网系统，其中，GPS模块以及数据处理模块就像是物联网系统中的感知层，而无线传输模块就相当于物联网系统中的网络层，控制中心就相当于是物联网系统中的结点。

2.GPS技术应用在畜牧业中定位的方式

在畜牧业中应用GPS精密定位技术，其采用的是动态定位方式，在运动过程中接收机载体的位置数据是按照相关的规定时间间隔，然后经过自动化观测所得到的，在使用的过程中，其采用的GPS系统是美国的定位系统，每秒钟可以进行四次数据信息的更新，民用精度为10m，在畜牧业中使用这种定位方式，能够有效的满足并且实现畜牧业中监测工作的自动化。在畜牧业中应用GPS定位技术，还可以对牲畜进行全天候的实时动态观测，在对其进行实时动态测量过程中，有着相应的动态测量技术—RTK，这项技术是以载波相位观测量作为依据的实时差分GPS（RTDGPS）测量技术，这项技术是GPS测量技术中的一个全新的突破，应用GPS技术进行定位和导航的过程中，不会再受到天气的影响，无论什么天气都能进行全天候的工作，因此，在畜牧业中应用GPS技术能够有效的保证在对动物进行监测时的自动化和连续性。

3.在畜牧业中应用GPS技术需要注意的问题

在畜牧业中应用GPS技术对动物进行监测时，其系统所采用的方式是无线的，所以，在设计监测方案时，应该尽可能的设计一套低功耗的方案，这样就能更好地解决GSP和无线发送模块的供电问题，总而言之，在选择GPS模块的时候，尽量选择精度高、功耗低的模块。在设计无线发送模块的过程中，可以参考物联网无线传感网络，以此来选择低功耗的模块，从而增加检测的时间。在选择模块的过程中，还应该尽可能的选择体积较小的模块，这样就能更好地安装在动物身上，在安装过程中也会更加方便，在使用的过程中，还可以根据养殖场的大小，适当的增加中继器，这样就能增强数据传输之间的距离，保证通信的可靠性。

三、结语

综上所述，在畜牧业中应用GPS技术对动物进行监测，主要的优势就是快速、实时、不受天气变化所影响、不受通视条件所限制等，再加上与无线传输网络相结合，最大程度上实现了只能化的跟踪和定位功能，减少了大量的人力和物力，非常符合现代畜牧业的发展趋势，有利于推动畜牧业的发展。