(GPS) OVERVIEW
GPS atau Global Positioning System, merupakan sebuah alat atau sistem yangdapat digunakan untuk menginformasikan penggunanya dimana dia berada (secara global)di permukaan bumi yang berbasiskan satelit. Data dikirim dari satelit berupa sinyal radiodengan data digital. Dimanapun anda berada, maka GPS bisa membantu menunjukan arah,selama anda melihat langit. Layanan GPS ini tersedia gratis, bahkan tidak perlumengeluarkan biaya apapun kecuali membeli GPS recierver-rya.Awalnya GPS hanya digunakan hanya untuk kepentingan militer, tapi pada tahun1980-an dapat digunakan untuk kepentingan sipil. GPS dapat digunakan dimanapun jugadalam 24 jam. Posisi unit GPS akan ditentukan berdasarkan titik-titik koordinat derajatlintang dan bujur.A. Apa itu GPS ?GPS (Global Positioning System) adalah sistem navigasi yang berbasiskan satelityang saling berhubungan yang berada di orbitnya. Satelit-satelit itu milik DepartemenPertahanan (Departemen of Defense) Amerika Serikat yang pertama kali diperkenalkanmulai tahun 1978 dan pada tahun 1994 sudah memakai 24 satelit.Untuk dapat mengetahui posisi seseorang maka diperlukan alat yang diberinamaGPS reciever yang berfungsi untuk menerima sinyal yang dikirim dari satelit GPS. Posisi diubah menjadi titik yang dikenal dengan nama Way-point nantinya akan berupa titik-titikkoordinat lintang dan bujur dari posisi seseorang atau suatu lokasi kemudian di layar padapeta elektronik.Sejak tahun 1980, layanan GPS yang dulunya hanya untuk leperluan militermulai terbuka untuk publik. Uniknya, walau satelit-satelit tersebut berharga ratusan jutadolar, namun setiap orang dapat menggunakannya dengan gratis.Satelit-satelit ini mengorbit pada ketinggian sekitar 12.000 mil dari permukaanbumi. Posisi ini sangat ideal karena satelit dapat menjangkau area coverage yang lebihluas. Satelit-satelit ini akan selalu berada posisi yang bisa menjangkau semua area di ataspermukaan bumi sehingga dapat meminimalkan terjadinya blank spot (area yang tidak terjangkauoleh satelit).
2 Setiap satelit mampu mengelilingi bumi hanya dalam waktu 12 jam. Sangatcepat, sehingga mereka selalu bisa menjangkau dimana pun posisi Anda di atas permukaanbumi.GPS reciever sendiri berisi beberapa integrated circuit (IC) sehingga murah danteknologinya mudah untuk di gunakan oleh semua orang. GPS dapat digunakan utnukberbagai kepentingan, misalnya mobil, kapal, pesawat terbang, pertanian dan diintegrasikan dengan komputer maupun laptop.Berikut beberapa contoh perangkat GPS reciever:
Gambar 1. Macam-macam GPS Reciever
B. Sistem Satelit GPS
Untuk menginformasikan posisi user, 24 satelit GPS yang ada di orbit sekitar12,000 mil di atas kita. Bergerak konstan bergerak mengelilingi bumi 12 jam dengankecepatan 7,000 mil per jam. Satelit GPS berkekuatan energi sinar matahari, mempunyaibaterai cadangan untuk menjaga agar tetap berjalan pada saat gerhana matahari ataupada saat tidak ada energi matahari. Roket penguat kecil pada masing-masing satelit agardapat mengorbit tepat pada tempatnya.
Gambar 2. Simulasi Posisi Satelit GPS
Satelit GPS adalah milik Departemen Pertahanan (Department of Defense)Amerika, adapun hal-hal lainnya:1. Nama satelit adalah NAVSTAR2. GPS satelit pertama kali adalah tahun 19783. Mulai ada 24 satelit dari tahun 19944. Satelit di ganti tiap 10 tahun sekali5. GPS satelit beratnya kira-kira 2,000 pounds6. Kekuatan transmiter hanya 50 watts atau kurangSatelit-satelit GPS harus selalu berada pada posisi orbit yang tepat untukmenjaga akurasi data yang dikirim ke GPS reciever, sehingga harus selalu dipelihara agarposisinya tepat. Stasiun-stasiun pengendali di bumi ada di Hawaii, Ascension Islan, DiegoGarcia, Kwajalein dan Colorado Spring. Stasiun bumi tersebut selalu memonitor posisi orbitjam jam satelit dan di pastikan selalu tepat.
C. Signal Satelit GPS
C.1 Carriers
Satelite GPS mengirim sinyal dalam dua frekuensi. L1 dengan 1575.42 Mhzdengan membawa dua status pesan dan pseudo-random code untuk keperluanperhitungan wakt. L2 membawa 1227.60 MHz dengan menggunakaan presesi yang lebihakurat karena untuk keperluan militer.Daya sinyal radio yang dipancarkan hanya berkisar antara 20-50 Watts. Initergolong sangat rendah mengingat jarak antara GPS dan satelit sampai 12.000 mil. Sinyaldipancarkan secara line of sight (LOS), dapat melewati awan, kaca tapi tidak dapat bendapadat seperti gedung, gunung.
C.2 Pseudo-Random Codes
GPS yang digunakan untuk publik akan memantau frekuensi L1 pada UHF (UltraHigh Frequency) 1575,42 MHz. Sinyal L1 yang dikirimkan akan memiliki pola-pola kodedigital tertentu yang disebut sebagai pseudorandom. Sinyal yang dikirimkan terdiri dari duabagian yaitu kode Protected (P) dan Coarse/Acquisition (C/A). Kode yang dikirim juga unikantar satelit, sehingga memungkinkan setiap receiver untuk membedakan sinyal yangdikirim oleh satu satelit dengan satelit lainnya. Beberapa kode Protected (P) juga ada yangdiacak, agar tidak dapat diterima oleh GPS biasa. Sinyal yang diacak ini dikenal denganistilah Anti Spoofing, yang biasanya digunakan oleh GPS khusus untuk keperluan tertentuseperti militer.
C.3 Navigation Message
Ada sinyal frekuensi berkekuatan lemah yang di tambahkan pada kode L1 yangmemberikan informasi tentang orbit satelit, clock corectionnya dan status sistem lainnya.
D. Cara Kerja GPS
Setiap daerah di atas permukaan bumi ini minimal terjangkau oleh 3-4 satelit.Pada prakteknya, setiap GPS terbaru bisa menerima sampai dengan 12 chanel satelitsekaligus. Kondisi langit yang cerah dan bebas dari halangan membuat GPS dapat denganmudah menangkap sinyal yang dikirimkan oleh satelit. Semakin banyak satelit yangditerima oleh GPS, maka akurasi yang diberikan juga akan semakin tinggi.Cara kerja GPS secara logik ada 5 langkah:
1. Memakai perhitungan “triangulation” dari satelit.
2. Untuk perhitungan “triangulation”, GPS mengukur jarak menggunakan travel timesinyal radio.
3. Untuk mengukur travel time, GPS memerlukan memerlukan akurasi waktu yangtinggi.
4. Untuk perhitungan jarak, kita harus tahu dengan pasti posisi satelit dan ketingianpada orbitnya.
5. Terakhir harus menggoreksi delay sinyal waktu perjalanan di atmosfer sampaiditerima reciever.
Satelit GPS berputar mengelilingi bumi selama 12 jam di dalam orbit yang akuratdia dan mengirimkan sinyal informasi ke bumi. GPS reciever mengambl informasi itu dandengan menggunakan perhitungan “triangulation” menghitung lokasi user dengan tepat.GPS reciever membandingkan waktu sinyal di kiirim dengan waktu sinyal tersebut di terima.Dari informasi itu didapat diketahui berapa jarak satelit. Dengan perhitungan jarak jarakGPS reciever dapat melakukan perhitungan dan menentukan posisi user dan menampilkandalam peta elektronik.Sebuah GPS reciever harus mengunci sinyal minimal tiga satelit untukmemenghitung posisi 2D (latitude dan longitude) dan track pergerakan. Jika GPS recieverdapat menerima empat atau lebih satelit, maka dapat menghitung posisi 3D (latitude,longitude dan altitude). Jika sudah dapat menentukan posisi user, selanjutnya GPS dapatmenghitung informasi lain, seperti kecepatan, arah yang dituju, jalur, tujuan perjalanan,jarak tujuan, matahari terbit dan matahari terbenam dan masih banyak lagi.Satelit GPS dalam mengirim informasi waktu sangat presesi karena Satekittersebut memakai jam atom. Jam atom yang ada pada satelit jalam dengan partikel atomyang di isolasi, sehingga dapat menghasilkan jam yang akurat dibandingkan dengan jambiasa.Perhitungan waktu yang akurat sangat menentukan akurasi perhitungan untukmenentukan informasi lokasi kita. Selain itu semakin banyak sinyal satelit yang dapatditerima maka akan semakin presesi data yang diterima karena ketiga satelit mengirimpseudo-random code dan waktu yang sama.Ketinggian itu menimbulkan keuntungan dalam mendukung proses kerja GPS,bagi kita karena semakin tinggi maka semakin bersih atmosfer, sehingga gangguansemakin sedikit dan orbit yang cocok dan perhitungan matematika yang cocok. Satelitharus teptap pada posisi yang tepat sehingga stasiun di bumi harus terus memonitor setiappergerakan satelit, dengan bantuan radar yang presesi salalu di cek tentang altitude,posision dan kecepatannya.
E. Bagaimana sinyal dapat menentukan lokasi
Apa hubungan antara sinyal yang dikirimkan oleh satelit dengan cara GPSmenentukan lokasi? Sinyal yang dikirimkan oleh satelit ke GPS akan digunakan untukmenghitung waktu perjalanan (travel time). Waktu perjalanan ini sering juga disebutsebagai Time of Arrival (TOA). Sesuai dengan prinsip fisika, bahwa untuk mengukur jarakdapat diperoleh dari waktu dikalikan dengan cepat rambat sinyal.Maka, jarak antara satelit dengan GPS juga dapat diperoleh dari prinsip fisikatersebut. Setiap sinyal yang dikirimkan oleh satelit akan juga berisi informasi yang sangatdetail, seperti orbit satelit, waktu, dan hambatan di atmosfir. Satelit menggunakan jamatom yang merupakan satuan waktu paling presisi.Untuk dapat menentukan posisi dari sebuah GPS secara dua dimensi (jarak),dibutuhkan minimal tiga buah satelit. Empat buah satelit akan dibutuhkan agar didapatkanlokasi ketinggian (secara tiga dimensi). Setiap satelit akan memancarkan sinyal yang akanditerima oleh GPS receiver. Sinyal ini akan dibutuhkan untuk menghitung jarak dari masingmasingsatelit ke GPS. Dari jarak tersebut, akan diperoleh jari-jari lingkaran jangkauansetiap satelit. Lewat perhitungan matematika yang cukup rumit, interseksi (perpotongan)setiap lingkaran jangkauan satelit tadi akan dapat digunakan untuk menentukan lokasi dariGPS di permukaan bumi.
F. Manfaat GPS
Dengan menggunakan GPS, Anda dapat menandai semua lokasi yang pernahAnda kunjungi. Misalnya, Hotel Mulia di waypoint sekian dan tempat-tempat lainnya.Sebenarnya, ada banyak manfaat yang bisa diambil jika Anda mengetahuiwaypoint dari suatu tempat. Pertama, Anda dapat memperkirakan jarak lokasi yang Andatuju dengan lokasi asal Anda. GPS keluaran terakhir dapat memperkirakan jarak Anda ketujuan, sampai estimasi lamanya perjalanan dengan kecepatan aktual yang sedang Andatempuh. Kedua, lokasi di daratan memang cukup mudah untuk dikenali dan diidentifikasi.Namun, jika Anda kebetulan menemui tempat memancing yang sangat baik di tengahlautan ataupun tempat melihat matahari terbenam yang baik di puncak gunung,bagaimana cara menandai lokasi tersebut agar Anda dapat balik lagi ke lokasi itu dikemudian hari tanpa tersesat? Di saat seperti inilah sebuah GPS akan menunjukkanmanfaatnya.Dengan teknologi GPS dapat digunakan untuk beberapa keperluan sesuaidengan tujuannya. GPS dapat digunakan oleh peneliti, olahragawan, petani, tentara, pilot,petualang, pendaki, pengantar barang, pelaut, kurir, penebang pohon, pemadamkebakaran dan orang dengan berbagai kepentingan untuk meningkatkan produktivitas,keamanan, dan untuk kemudahan.Dari beberapa pemakaiaa di atas dikategorikan menjadi:
Lokasi
Digunakan untuk menentukan dimana lokasi suatu titik dipermukaan bumi berada.
Navigasi
Membantu mencari lokasi suatu titik di bumi
Tracking
Membantu untuk memonitoring pergerakan obyek
Membantu memetakan posisi tertentu, dan perhitungan jaringan terdekat
Timing
Dapat dijadikan dasar penentuan jam seluruh dunia, karena memakai jam atomyang jauh lebih presesi di banding dengan jam biasa.Tidak perduli posisi Anda, di tengah laut, di tengah hutan, di atas gunung,ataupun di pusat kota. Selama GPS dapat menerima sinyal dari satelit secara langsungtanpa halangan, maka GPS akan selalu memberikan informasi koordinat posisi Anda. GPSmembutuhkan area pandang yang bebas langsung ke langit. Halangan-halangan sepertipohon, gedung, bahkan kaca film sekelas V-Kool, bisa mengurangi akurasi sinyal yangditerima oleh GPS. Bahkan bukan tidak mungkin GPS tidak bisa menerima sinyal samasekali dari satelit. GPS juga memiliki feature tambahan yang mampu memberikan informasiselama Anda di perjalanan, seperti kecepatan, lama perjalanan, jarak yang telah ditempuh,waktu, dan masih banyak.
G. Model dan Interkoneksi GPS
Sebuah GPS juga memiliki firmware yang bisa di-upgrade. Upgrade firmware inibiasanya disediakan pada site produsen GPS tersebut. Upgrade firmware biasanyamenggunakan kabel yang dibundel atau-pun tersedia sebagai asesoris. Kabel ini jugaternyata bisa digunakan untuk menghubungkan GPS ke komputer (baik itu notebook, PC,maupun PDA dengan sedikit bantuan konverter). Software GPS yang tersedia untukberbagai platform tersebut juga cukup banyak. Dengan software tersebut, Anda dapatdengan mudah mendownload informasi dari GPS. Memori sebuah GPS memang relatifterbatas, sehingga kemampuan ekstra untuk menyimpan informasi yang pernah Andatempuh ke PC/PDA (yang biasanya memiliki memori lebih besar) tentu akan sangatmenyenangkan. Untuk media komunikasi GPS dengan hardware lain selain kabel, modelGPS sekarang juga ada yang dilengkapi dengan Bluetooth, Infrared.Berdasarkan fisik, model GPS dibagi menjadi beberapa tipe antara lain modelportable/handheld (ukurannya menyerupai ponsel), ada yang lebih besar (biasanya dimount di mobil/kapal), ada pula yang meng-gunakan interface khusus untukdikoneksikan ke notebook maupun PDA (Palm, Pocket PC maupun Nokia Com-municator).
GPS untuk keperluan out- door biasanya juga dilengkapi dengan perlindungananti air dan tahan ben-turan. Beberapa GPS keluaran terakhir bahkan sudah menyediakanlayar warna dan kemampuan komunikasi radio jarak pendek (FRS/Family Radio Service).Tentu saja, semakin banyak feature yang ditawarkan pada sebuah GPS makasemakin tinggi pula harganya.Jika suatu saat Anda ingin pergi ke lokasi yang pernah Anda kunjungi denganmeng-gunakan GPS. Maka, Anda tinggal meng-upload data yang pernah Anda simpan dikomputer kembali ke GPS. Selanjutnya, Anda akan mendapatkan rekaman perjalanan Andaterdahulu. Lokasi dan track yang pernah Anda kunjungi akan dapat Anda temui kembalidengan cepat, dan tentu saja meminimalkan resiko tersesat.
Di kutip dari http://geomaticsandsurveying.blogspot.com/
Tidak ada komentar:
Posting Komentar