Selamat datang di Blog kami. Nikmati fitur-fitur sederhana kami. Be the true of teenagers, keep your smart, keep reading our blog . . .! :-)
23.22

Global Positioning System (GPS)

Diposting oleh The Fresh Five Oranges

Mungkin diantara kalian tentu ada yang tahu dan pernah mendegar kata "GPS". Nah, pasti pernah bukan? Coba tebak, apa sih GPS itu? Mungkin ada juga yang mengira GPS sama dengan GPRS namun "R" nya mudik kemana? Oke, mari kita bahas tentang GPS ini.


Global Positioning System (GPS) adalah satu-satunya isitem navigasi satelit yang berfungsi dengan baik. Sistem ini menggunakan 24 satelit yang mengirimkan sinyal gelombang mikro ke Bumi. Sinyal ini diterima oleh alat penerima di permukaan, dan digunakan untuk menentukan posisi, kecepatan, arah, dan waktu. Jadi kalo kalian kesasar di negeri antah beranyah gak pusing. Pake aja GPS, aman deh. Nah, sistem ini dikembangkan oleh Departemen Pertahanan Amerika Serikat, dengan nama lengkapnya adalah NAVSTAR GPS (Kesalahan umum adalah bahwa NAVSTAR adalah sebuah singkatan, ini adalah salah. NAVSTAR adalah nama yang diberikan oleh John Walsh, seorang penentu kebijakan penting dalam program GPS) . Kumpulan satelit ini di urus oleh 50th Soace Wing Angkatan Udara Amerika Serikat. Biaya perawatan sistem ini sekitar US $750 juta per tahun, termasuk penggantian satelit lama, serta riset pengembangan. GPS memungkinkan kita mengetahui posisi geografis kita (lintang, bujur, dan ketinggian di atas permukaan laut). Jadi dimanapun kita berada di muka bumi ini, kita dapat mengetahui posisi kita dengan tepat.

GPS terdiri dari 3 segmen: Segmen angkasa, kontrol/pengendali, dan pengguna


  • Segmen angkasa: terdiri dari 24 satelit yang beroperasi dalam 6 orbit pada ketinggian 20.200 km dan inklinasi 55 derajat dengan periode 12 jam (satelit akan kembali ke titik yang sama dalam 12 jam). Satelit tersebut memutari orbitnya sehingga minimal ada 6 satelit yang dapat dipantau pada titik manapun di bumi ini. Satelit tersebut mengirimkan posisi dan waktu kepada pengguna seluruh dunia.
  • Segmen Kontrol/Pengendali: terdapat pusat pengendali utama yang terdapat di Colorodo Springs, dan 5 stasiun pemantau lainnya dan 3 antena yang tersebar di bumi ini. Stasiun pemantau memantau semua satelit GOS dan mengumpulkan informasinya. Stasiun pemantau kemudian mengirimkan informasi tersebut kepada pusat pengendali utama yang kemudian melakukan perhitungan dan pengecekan orbit satelit. Informasi tersebut kemudian dikoreksi dan dilakukan pemuktahiran dan dikirim ke satelit GPS.
  • Segmen Pengguna: Pada sisi pengguna dibutuhkan penerima GPS (selanjutnya kita sebut perangkat GPS)yang biasanya terdiri dari penerima, prosesor, dan antena, sehingga memungkinkan kita dimanapun kita berada di muka bumi ini (tanah, laut, dan udara) dapat menerima sinyal dari satelit GPS dan kemudian menghitung posisi, kecepatan dan waktu.

Cara Kerja GPS :

L1 dimodulasikan dengan dua sinyal pseudo-random yaitu kode P (Protected) dan kode C/A (coarse/aquisition). Sinyal L2 hanya membawa kode P. Setiap satelit mentransmisikan kode yang unik sehingga penerima (perangkat GPS) dapat mengidentifikasi sinyal dari setiap satelit. Pada saaSetiap satelit mentransmisikan dua sinyal yaitu L1 (1575.42 MHz) dan L2 (1227.60 MHz). Sinyalt fitur ”Anti-Spoofing” diaktifkan, maka kode P akan dienkripsi dan selanjutnya dikenal sebagai kode P(Y) atau kode Y. Perangkat GPS yang dikhususkan buat sipil hanya menerima kode C/A pada sinyal L1 (meskipun pada perangkat GPS yang canggih dapat memanfaatkan sinyal L2 untuk memperoleh pengukuran yang lebih teliti. Perangkat GPS menerima sinyal yang ditransmisikan oleh satelit GPS. Dalam menentukan posisi, kita membutuhkan paling sedikit 3 satelit untuk penentuan posisi 2 dimensi (lintang dan bujur) dan 4 satelit untuk penentuan posisi 3 dimensi (lintang, bujur, dan ketinggian). Semakin banyak satelit yang diperoleh maka akurasi posisi kita akan semakin tinggi. Untuk mendapatkan sinyal tersebut, perangkat GPS harus berada di ruang terbuka. Apabila perangkat GPS kita berada dalam ruangan dan daerah kita dikelilingi oleh gedung tinggi maka sinyal yang diperoleh akan semakin berkurang sehingga akan sukar untuk menentukan posisi dengan tepat atau bahkan tidak dapat menentukan posisi.

Sayangnya teknologi di Indonesia masih belum banyak dikenal. Meskipun demikian perkembangan GPS di Indonesia terbilang pesat, terutama teknologi ini dipakai untuk di bidang maritim, militer, servai, pemetaan dan lain-lain. Pengguna perorangan pun sudah menggunakan layanan ini dengan secara gratis ataupun membayar iuran tiap bulan (contoh penggunaan pada Google Earth).
Sebelum GPS dikenal, dahulu orang menggunakan beberapa tanda alam di dalam menentukan lokasi dan arah. Pada saat mereka berada di darat, mereka menggunakan beberapa acuan alam seperti pegunungan, pepohonan ataupun jenis bebatuan. Tanda-tanda alam di atas sifatnya tidak kekal apabila terjadi bencana alam diantaranya banjir yang mengakibatkan tanah longsor ataupun gempa bumi yg dapat menghilangkan semuanya itu. Untuk menggantikan tanda-tanda alam tersebut, maka orang menggunakan Kompas sebagai penentu arah. Selain alat ini orang juga menggunakan rasi bintang tertentu sebagai penentu arah. Namun metode pengamatan bintang ini sangat memakan waktu karena orang harus menghitung sudut yang ada diantara bintang-bintang untuk menentukan arah bepergian di lautan yang luas.

Gambar Indonesia dengan Goggle Earth

Kawasan SMP1 Tulungagung dengan Gogle Earth



Segala hal tentang GPS

Sistem GPS :
  • Satelit GPS mengelilingi bumi 2x sehari
  • Satelit ini mentransmisikan signal ke bumi
  • Signal tersebut digunakan untuk menghitung posisi
  • GPS membedakan waktu yang ditransmisikan untuk menghitung posisi
  • Waktu tersebut dihitung sebagai jarak dari beberapa Satelit GPS untuk hitung posisi di bumi & permukaannya, termasuk exosphere

Dasar Kerja GPS

  • GPS harus memiliki setidaknya 3 satelit untuk hitung posisi 2D dan pergerakannya.
  • Dengan 4 satellites, GPS kita dapat menghitung posisi 3D position (latitude, longitude & ketinggian).
  • Dengan informasi posisi, GPS dapat menghitung data lain seperti : kecepatan, arah, lintasan, jarak tempuh, jarak ke tujuan, matahari terbit & terbenam dan lain-lain.

Keakuratan Perangkat GPS

  • GPS umumnya memiliki 12 chanel secara parallel.
  • Faktur atmosfir dapat mengurangi ketepatan.
  • GPS untuk penerbangan dapat mencapai keakurasian sampai dengan +/- 15 meters.
  • WAAS (Wide Area Augmentation System) dapat meningkatkan keakurasian hingga +/- 3 – 8 meters.
  • Tidak ada alat khusus atau biaya extra untuk mendapatkan signal WAAS, selama negara tersebut memasang WAAS ground / koresi satelit.
  • Sedang Differential GPS (DGPS) dapat meningkatkan keakurasian hingga +/- 3-5 meter.
  • DGPS terdiri dari alat yang menerima signal dan mentransmisikan ulang untuk mengoreksi posisi, alat ini dipakai untuk penerbangan, di Halim Airport ada 2 unit DGPS untuk meningkatkan keakurasian.
  • Untuk koreksi ini GPS kita harus memiliki differential beacon receiver and antenna, seperti pada GPS295 dimana kita dapat menyetel frequensi dari beacon tersebut.

Referensi Peta

  • Secara umum referensi peta khususnya penerbangan yangdigunakan ialah WGS84.
  • WGS84 adalah referensi tetap yang digunakan untuk pemodelan bumi yang terdiri dari data primer dan sekunder
  • Data primer ialah bentuk lonjong dari bumi, kecepatan putar melingkar serta masa bumi yang termasuk dalam referensi elips
  • Sedangkan data sekunder ialah data model gravitasi bumi.
  • Seluruh data navigasi (udara) distandardkan dengan WGS 84 standard untuk memenuhi persyaratan RNAV (Radio Navigasi) untuk memenuhi global referensi.

Satelit GPS

  • Satelit GPS pertama diluncurkan tahun 1978.
  • 24 satelit di capai pada tahun 1994, sekarang telah lebih dari 30 GPS satelit berorbit diatas bumi kita.
  • Usia dari Satellite rata rata 10 thn, setelah itu ada pergantian / perawatan rutin.
  • Berat Satelit sekitar +/- 2,000 pounds (hamper 1 ton)
  • Lebar antenna solar panelnya +/- 17 feet (+/- 5 meter).
  • Power Transmisinya <= 50 watts.
  • Posisi orbit berada pada ketinggian +/- 12,000 miles diatas permukaan bumi.
  • Kecepatan jelajahnya 7,000 mph.
  • GPS Satelit menggunakan tenaga SOLAR (sinar matahari), tapi disediakan backup baterai untuk menghindari Gerhana Matahari Total.
  • Tenaga yang digunakan untuk menjaga orbitnya ialah beberapa roket kecil.

Sinyal GPS

  • Signal GPS ada 2 signal L1 & L2
  • L1 bekerja pada frequency 1575 MHz pada gelombang UHF band.
  • Bergerak langsung lurus (line of sight) menembus awan, kaca dan plastik.
  • Yang menghambat transmisinya ialah Objek padat spt: gedung, pohon, gunung, dll.
  • Terdapat tiga informasi pada sinyal GPS:
  • Pseudorandom code(I.D. code) : ialah informasi yang dikirimkan ke unit penerima bahwa unit kita menerima signal seperti pada halaman satelit ditunjukan dengan diagram batang BAR
  • Ephemeris data : ialah data kekuatan signal serta informasi waktu
  • Almanac data: ialah info tentang dimana lokasi Satelit sebenarnya yang menunjukan posisi satelit pada halaman GPS Satellite status.

Sumber Kesalahan

  • Keterlambatan dari pantulan Ionosphere dan troposphere : terjadi penurunan ketepatan akibat dari keterlambatan waktu saat signal saat menembus lapisan ini, namun GPS dapat mengkoreksi dengan mengasumsikan factor kesalahan rata rata.
  • Eror dari Pantulan signal: hal ini terjadi jika signal GPS berpantul melalui objek spt bangunan atau gunung sebelum dia diterima unit kita.
  • Kesalahan Waktu dari unit kita: Ketepatan waktu / jam dari unit kita tidak setepat jam Atom di GPS satelit (GPS memakai Atomic Clock). Untuk itu ada sedikit error waktu.
  • Orbital errors — dikenal sebagai ephemeris errors, hal ini terjadi jika ada pergeseran dari orbit / laporan dari satelit untuk posisinya.
  • Jumlah satelit yang diterima: Tambah banyak signal yang diterima tambah tinggi ketepatannya, Banugnan, gunung, gangguan elektronik, bahkan pohon rindang dapat mengurangi ketepatan.
  • Posisi relative dari Satelit / gangguan sisi miring: hal ini terjadi jika posisi satelit terletak pada sudut yang sangat lebar atau sangat dekat atau hamper berhimpitan satu sama lain sehingga perhitungan ketepatan berkurang.
  • Penurunan degradasi yang diatur oleh departemen pertahanan Amerika / SA (Selective Availability): hal ini dilakukan untuk menghindari militer menggunakan ketepatan dalam hal khusus, dan militer bahkan menggunakan / mengatur orbit yang terfokus pada area tertentu seperti apda perangteluk, SA ini telah di hapuskan, karena pihak sipil khususnya penerbangan sipil mengajukan keberatan akhirnya pada Mei 2000, pemerintah menghapuskan SA ini agar penerbangan sipil memiliki ketepatan yang lebih baik.


TOP