野生动物跟踪技术的研究

摘要：随着野生动物研究工作发展的深入，在科学技术大发展的今天，野生动物跟踪技术也在飞速的发展着。无线电跟踪技术、电子标志技术、基于手机SIM卡的新型跟踪技术以及全球定位系统的应用，都大放异彩，极大地推动了野生动物研究工作的发展。本篇综述主要就对国内外各种野生动物跟踪技术的发展现状进行研究和分析，并对未来野生动物跟踪技术的发展方向和发展前景指明方向。

关键词：野生动物跟踪技术 卫星跟踪技术 无线电技术 射频识别（RFID）技术 引言：人类对野生动物的研究自古已有，甚至可以说人类的进步和发展在很大的程度上得益于向大自然学习，向大自然中的各种生物学习。在日常生活中仿生技术的广泛应用就足以说明这一点。。植物和动物在几百万年的自然进化当中不仅完全适应自然而且其程度接近完美。仿生学试图在技术方面模仿动物和植物在自然中的功能。这个思想在生物学和技术之间架起了一座桥梁，并且对解决技术难题提供了帮助。通过再现生物学的原理，人类不仅找到了技术上的解决方案，而且同时该方案也完全适应了自然的需要。仿生学的目的就是分析生物过程和结构以及它们的分析用于未来的设计。仿生学的思想是建立在自然进化和共同进化的基础上的。人类所从事的技术就是使得达到最优化和互相间的协调。而研究野生动物无疑是一个绝佳的机会。然而，野生动物的研究并不容易，其实地研究的最大难点就在于发现它们和对它们进行跟踪观察。高科技手段的运用是突破这一难点的根本途径,也是动物学家们的梦想和奢望。 在科学技术飞速发展的今天，野生动物跟踪技术也取得了长足的发展，野生动物研究工作成果显著！

几种主要的野生动物跟踪技术 无线电跟踪技术

美国是野生动物无线电跟踪技术的主要发源地，同时也保持着这一技术应用的最高水平。美国野生动物无线电跟踪设备和跟踪技术的设计与研究状况，直接影响着世界野生动物无线电跟踪技术发展与动向。美国野生动物无线电跟踪设备与技术在经历了近40年的发展与变化的今天已经凝固有了长足的进步。表现在：野生动物的无线电跟踪设备在不断翻新、应用反胃不断扩大、精度不断提高，应用技术也在不断向前发展。 野生动物无线电跟踪设备主要由两部分组成，即无线电发射部分和无线电接收部分。无线电发射部分是由发射机、发射天线和发射机固定装置三部分组成。无线电接收部分有是有接收机、接收天线两部分组成。野生动物无线电跟踪设备自50年代发明至今，其发射部分和接受部分都有较大发展。就发射机而言，发射机的发展变化有以下一些特点： 一、体积更小和重量更轻。

二、根据不同用途，开发出了体内嵌入式、体外外挂式和粘贴式几类。

三、发射机内安装了温度感受器，因而可以将动物体温的变化情况发射出来。 四、为减少捕抓动物次数，可控制自动脱落式颈圈已制造出来。

五、为提高动物定位的准确性，在发射机上还安装了GPS定位装置。可将GPS定位信息暂时贮存于发射机中，待颈圈回收后，将GPS信息直接输入计算机，形成动物活动路线图。

卫星跟踪技术

卫星跟踪技术既是全球卫星定位系统的应用。全球卫星定位系统(Globle Positioning System) 是一种结合卫星及通讯发展的技术,利用导航卫星进行测时和测距。全球卫星定位系统(简称GPS) 是美国从本世纪70 年始研制,历时20 余年,耗资200 亿美元,于1994 年全面建成。具有海陆空全方位实时三维导航与定位能力的新一代卫星导航与定位系统。经过近十年我国测绘等部门的使用表明,全球卫星定位系统以全天候、高精度、自动化、高效益等

特点,成功地应用于大地测量、工程测量、航空摄影、运载工具导航和管制、地壳运动测量、工程变形测量、资源勘察、地球动力学等多种学科,取得了好的经济效益和社会效益。目前，卫星跟踪技术在野生动物的研究领域也得到了很广泛的应用。尤其是在研究动物群体迁徙行为（候鸟的迁徙，东非动物的大迁徙等等）时，更是重要的研究工具。 从目前的野生动物的跟踪技术来看，其他几种跟踪技术都出现了与卫星跟踪技术相结合的趋势，可见卫星定位跟踪技术的重要性. 射频识别（RFID）技术

射频识别（Radio Frequency Identification，RFID），又称电子标签（E-Tag），是一种利用射频信号自动识别目标对象并获取相关信息的技术。RFID 最早的应用可追溯到第二次世界大战中用于区分联军和纳粹飞机的“敌我辨识”系统。随着技术的进步，RFID 应用领域日益扩大，现已涉及到人们日常生活的各个方面，并将成为未来信息社会建设的一项基础技术。RFID 典型应用包括：在物流领域用于仓库管理、生产线自动化、日用品销售；在交通运输领域用于集装箱与包裹管理、高速公路收费与停车收费；在农牧渔业用于羊群、鱼类、水果等的管理以及宠物、野生动物跟踪；在医疗行业用于药品生产、病人看护、医疗垃圾跟踪；在制造业用于零部件与库存的可视化管理；RFID 还可以应用于图书与文档管理、门禁管理、定位与物体跟踪、环境感知和支票防伪等多种应用领域。 无线及移动通信设备的普及带动了人们对位置感知服务的需求，人们需要确定物品的三维坐标并跟踪其变化。现有的定位服务系统主要包括基于卫星定位的GPS 系统、基于红外线或超声波的定位系统以及基于移动网络的定位系统。RFID 的普及为人与物体的空间定位与跟踪服务提供了一种新的解决方案。RFID 定位与跟踪系统主要利用标签对物体的唯一标识特性，依据读写器与安装在物体上的标签之间射频通信的信号强度来测量物品的空间位置，主要应用于GPS 系统难以应用的室内定位。 在动物识别中使用RFID，代表了当前动物识别技术的最高水平。在动物上上安装电子标签，并写入代表该动物的ID代码。当动物进入RFID固定式阅读器的识别范围，或者工作人员拿着手持式阅读器靠近动物时，阅读器就会自动将动物的数据信息识别出来。如果将阅读器的数据传输到动物管理信息系统，便可以实现对动物的跟踪。 System) 是一种结合卫星及通讯发展的技术,利用导航卫星进行测时和测距。全球卫星定位系统(简称GPS) 是美国从本世纪70 年始研制,历时20 余年,耗资200 亿美元,于1994 年全面建成。具有海陆空全方位实时三维导航与定位能力的新一代卫星导航与定位系统。经过近十年我国测绘等部门的使用表明,全球卫星定位系统以全天候、高精度、自动化、高效益等特点,成功地应用于大地测量、工程测量、航空摄影、运载工具导航和管制、地壳运动测量、工程变形测量、资源勘察、地球动力学等多种学科,取得了好的经济效益和社会效益。目前，卫星跟踪技术在野生动物的研究领域也得到了很广泛的应用。尤其是在研究动物群体迁徙行为（候鸟的迁徙，东非动物的大迁徙等等）时，更是重要的研究工具。 从目前的野生动物的跟踪技术来看，其他几种跟踪技术都出现了与卫星跟踪技术相结合的趋势，可见卫星定位跟踪技术的重要性。

射频识别（RFID）技术

射频识别（Radio Frequency Identification，RFID），又称电子标签（E-Tag），是一种利用射频信号自动识别目标对象并获取相关信息的技术。RFID 最早的应用可追溯到第二次世界大战中用于区分联军和纳粹飞机的“敌我辨识”系统。随着技术的进步，RFID 应用领域日益扩大，现已涉及到人们日常生活的各个方面，并将成为未来信息社会建设的一项基础技术。RFID 典型应用包括：在物流领域用于仓库管理、生产线自动化、日用品销售；在交通运输领域用于集装箱与包裹管理、高速公路收费与停车收费；在农牧渔业用于羊群、鱼类、水果

等的管理以及宠物、野生动物跟踪；在医疗行业用于药品生产、病人看护、医疗垃圾跟踪；在制造业用于零部件与库存的可视化管理；RFID 还可以应用于图书与文档管理、门禁管理、定位与物体跟踪、环境感知和支票防伪等多种应用领域。

无线及移动通信设备的普及带动了人们对位置感知服务的需求，人们需要确定物品的三维坐标并跟踪其变化。现有的定位服务系统主要包括基于卫星定位的GPS 系统、基于红外线或超声波的定位系统以及基于移动网络的定位系统。RFID 的普及为人与物体的空间定位与跟踪服务提供了一种新的解决方案。RFID 定位与跟踪系统主要利用标签对物体的唯一标识特性，依据读写器与安装在物体上的标签之间射频通信的信号强度来测量物品的空间位置，主要应用于GPS 系统难以应用的室内定位。 在动物识别中使用RFID，代表了当前动物识别技术的最高水平。在动物上上安装电子标签，并写入代表该动物的ID代码。当动物进入RFID固定式阅读器的识别范围，或者工作人员拿着手持式阅读器靠近动物时，阅读器就会自动将动物的数据信息识别出来。如果将阅读器的数据传输到动物管理信息系统，便可以实现对动物的跟踪。

基于手机SIM卡的新型跟踪技术

最近，开发跟踪野生动物技术的非洲野生动物跟踪公司将在南非的开普敦沿岸海域，使用手机SIM卡的新型，进行跟踪暗色斑纹海豚实验。在过去的4年里，手机通讯技术为跟踪野生动物带来了性的变化。非洲约有200多头大象和斑马等陆地野生动物已经安装上了此类，而将此项技术用于跟踪海洋生物实是首次。 生活在开普敦沿岸海域的暗色斑纹海豚停留在海面上的时间长，比较容易安装和接收信号，使用手机SIM卡通过设在海岸手机信号塔可以接收到离海岸2.5公里范围内的信号，掌握海豚的精确位置。这样，研究人员就可以在沿海地区对海豚进行跟踪，而所需费用比过去运用卫星技术低很多。目前，研究人员正在研究将该技术应用到鲸等海洋生物上，帮助科学家们更好地研究海洋生物的生活范围和习性。

几种主要的野生动物跟踪技术使用现状的比较分析

综合以上的分析可以看出，当今世界在野生动物研究领域采用的跟踪技术主要有以下几大类：无线电跟踪技术、卫星跟踪技术（也即全球定位系统的应用）、射频识别RFID技术（也即电子标志技术）、基于手机SIM卡的新型跟踪技术。 美国是野生动物无线电跟踪技术的主要发源地，同时也保持着这一技术应用的最高水平。美国野生动物无线电跟踪设备和跟踪技术的设计与研究状况，直接影响着世界野生动物无线电跟踪技术发展与动向。美国野生动物无线电跟踪设备与技术在经历了近40年的发展与变化的今天已经凝固有了长足的进步。在国内的话，由于无线电技术的成熟度比较高，因此也是比较受青睐的一种研究手段。世界各地的野生动物研究组织也广泛有采用该项技术。 全球定位系统在当今的世界已经得到了广泛的应用，无论是军事领域还是民用领域，无论是导航还是定位都起到了重大的作用！在现在的野生动物研究工作中，卫星跟踪技术已经普遍用于研究鸟类的迁徙和其他一些常用技术无法实现的跟踪项目。从世界范围来看，在这一方面做得比较突出的还是美国。毕竟现在的全球卫星定位系统归美国所有，而美国只对外国提供低精度的卫星信号。可喜的是，随着技术的发展，全球出现了四大卫星定位系统并存的局面。美国的技术垄断逐渐被打破，这对于科学的研究来说绝对是有利的。从发展趋势来看，卫星跟踪技术将在野生动物的研究领域发挥更加重要的作用！

至于射频识别RFID技术，也是一项比较成熟的技术了。RFID技术在动物跟踪领域已经应用多年，并经常和先进的全球定位系统一起应用来跟踪设备，以便研究人员可以在更遥远的

距离内实现对动物的跟踪，有时，还会使用到飞机或者直升机来帮助高空视察。此项技术在很多项目中都得到了应用。世界野生动物基金会在亚马逊河流域使用无源RFID标签来监视白唇野猪，这是生物多样化研究的一部分。

基于手机SIM卡的新型跟踪技术依托于手机通讯技术的发展，在目前来说应用的范围还是比较小的。因为该项技术的使用要考虑一个最基本的信号问题，脱离了信号覆盖该项技术无从发挥作用。目前该项技术主要是用在沿海地区对海豚进行跟踪。生活在开普敦沿岸海域的暗色斑纹海豚停留在海面上的时间长，比较容易安装和接收信号，使用手机SIM卡通过设在海岸手机信号塔可以接收到离海岸2.5公里范围内的信号，掌握海豚的精确位置。这样，研究人员就可以在沿海地区对海豚进行跟踪，而所需费用比过去运用卫星技术低很多。目前，研究人员正在研究将该技术应用到鲸等海洋生物上，帮助科学家们更好地研究海洋生物的生活范围和习性。该项技术在世界范围内来看都是比较少用的，目前来说应该是处于试用的阶段。

野生动物跟踪技术未来的发展趋势

无线电跟踪技术的未来发展趋势

无线电跟踪技术的发展主要将向三个方向进行。首先是高新技术的引入已经出现端倪。GPS全球定位系统的介入，充分说明了这一点。虽然目前该系统的使用还处于初始阶段，但随着技术的不断成熟，该种设备必将成为常规无线电跟踪的替代产品。其次，无线电发射机的可控制性操作将成为无线电跟踪设备发展的又一热点，由于目前使用的常规型无线电发射器的工作方式一般都是固定不变的，如发出信号的频率、强弱是固定的，这样的工作方式与研究实际需要存在差距，如动物休息时并不需要连续不断的信号发射，发射机的供电系统在做无用功。新型可控制发射机可以克服这一缺陷。第三，随着节电型发射机的问世，对电力需要将有所减少。随着光电池性能和效率的提高，发射机的寿命会延长。体积的缩小和重量的减轻则是必然的结果。

卫星跟踪技术的未来发展趋势

全球卫星定位系统如今已经在全世界的范围内得到了很广泛的应用，该项技术也日趋成熟。当今世界已经有四大卫星定位系统并存。 美国ＧＰＳ：由美国国防部于20世纪70年代初开始设计、研制，于1993年全部建成。1994年，美国宣布在10年内向全世界免费提供ＧＰＳ使用权，但美国只向外国提供低精度的卫星信号。据信该系统有美国设置的“后门”，一旦发生战争，美国可以关闭对某地区的信息服务。

欧盟“伽利略”：1999年，欧洲提出计划，准备发射30颗卫星，组成“伽利略”卫星定位系统。今年该计划正式启动。

俄罗斯“格洛纳斯”：尚未部署完毕。始于上世纪70年代，需要至少18颗卫星才能确保覆盖俄罗斯全境；如要提供全球定位服务，则需要24颗卫星。

中国“北斗”：2003年我国北斗一号建成并开通运行，不同于GPS，“北斗”的指挥机和终端之间可以双向交流。去年5月12日四川大地震发生后，北京指挥中心和四川运用“北斗”进行了上百次交流。北斗二号系列卫星今年起将进入组网高峰期，预计在2015年形成由三十几颗卫星组成的覆盖全球的系统。可见随着科技的发展，美国的科技垄断逐渐被打破，而该技术垄断的打破对于卫星跟踪技术在野生动物研究领域的更广泛的应用必将起到深刻的影响。相较于其他的跟踪技术，卫星跟踪技术具有覆盖范围广、工作时间不受限、精度高等优势，因此可以预见，在未来的野生动物研究领域卫星跟踪技术的深入应用是一个

必然的趋势!

射频识别（RFID）技术的未来发展趋势

使用RFID技术适用于识别与跟踪各种场合的各类动物，甚至包括生活于欧洲北部和南部的极端自然环境中的动物。但比较常见的还是应用于集中饲养的或者是分散饲养的牲畜和货运往较远地点的动物。也即主要还是使用于固定范围内收集动物的动态信息。所以，该项技术在未来来说的话，应该不会在野生动物的跟踪技术领域有什么重大的突破。

基于手机SIM卡的新型跟踪技术的未来发展趋势

当今社会，手机已经基本得到了普及。手机通讯技术也有了日新月异的发展，应用手机SIM卡跟踪野生动物也逐渐成了一门新兴的技术。手机SIM卡小巧便捷，容易安装和接收信号。使用手机SIM卡作为时只需要通过设在附近的手机信号塔便可以方便的确定精确位置。 同样是作为野生动物的跟踪技术，而使用手机SIM卡所需费用却比过去运用卫星技术低很多。目前，研究人员正在研究将该技术应用到鲸等海洋生物上，帮助科学家们更好地研究海洋生物的生活范围和习性. 但是，尽管手机通讯技术已经相当成熟，但信号的覆盖问题仍是摆在眼前的严重了该技术推广的一个瓶颈。手机通讯借助的是手机信号塔，缺少了这样一个媒介，可以说手机信号也无从传递。而在广阔的野外则刚好往往是手机信号的盲区，可见在未来要在广大的野外推广该项技术并不现实。 总结

综合以上的分析，我们可以清楚地看到目前世界范围内在野生动物的研究领域方面各种跟踪技术的发展现状以及发展前景。无线电技术和射频识别（RFID）技术虽然成熟，但毕竟存在自身的不足之处，经过上边的对边我们可以预见，这两种技术并不能在未来野生动物的跟踪方面取得很大的突破。相反的卫星跟踪技术则不同，作为一种比较尖端的技术，在打破了个别国家的技术垄断之后必将迎来一个春天！未来的野生动物跟踪是绝对脱离不了卫星跟踪技术的融入的。而基于手机SIM卡的新型跟踪技术由于使用受限，在目前手机通讯技术没有大突破大变革的情况下，很难有长足的发展，即使有也只是小范围的应用。 我们可以发现技术总是向前发展的，有现实的需求才推动了技术的进步。我们的需求在不断的增加，科学技术也在不断的向前发展，这是一个良性的循环

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