Global Positioning System (GPS)
1. Pengertian
GPS adalah suatu sistem satelit navigasi dengan menggunakan prinsip-prinsip radio navigasi untuk penentuan posisi jarak dan waktu. Nama formalnya NAVSTAR GPS (Navigation satellite Timing and Rangging Global Positioning System). [1]
GPS merupakan sistem penentuan posisi secara global dengan menggunakan satelit navigasi yang menggunakan prinsip-prinsip radio navigasi untuk menentukan data jarak dan waktu, memberikan data posisi dalam ruang tiga dimensi secara teliti beserta waktu dan informasi kecepatan benda yang bergerak secara cepat dan akurat dan menunjukkan posisi lintang bujur tempat yang merupakan aspek terpenting dalam penentuan arah kiblat, yaitu dapat menunjukkan letak Lintang Tempat (φ) dan Bujur Tempat (λ).
2. Cara Kerja Global Positioning System (GPS)
System Navigasi satelit Global Positioning System (GPS) serta pemindahan waktu dioperasikan pada dua buah band L, yang dikenal dengan sebutan L1 dan L2 (dua buah sinyal yang berada dalam GPS ) yaitu L1 yang berfrekuensi 1575.42 Mhz dengan panjang gelombang 19 cm. Sedangkan L2 berfrekuensi 1227.60 Mhz dengan panjang gelombang 24 cm.[2] Sinyal 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 saat fitur ”Anti-Spoofing” diaktifkan, maka kode P akan dienkripsi dan selanjutnya dikenal sebagai kode P(Y) atau kode Y.[3]
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).
GPS terdiri dari 3 segmen: Segmen angkasa, kontrol/pengendali, dan pengguna:
a. Segmen Angkasa
Terdiri dari 24 satelit yang mana 21 satelit aktif ditambah 3 satelit cadangan aktif, 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.
b. 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.
c. 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. Secara umum perangkat GPS dibagi menjadi 3 (tiga) fungsi yaitu navigasi udara (aviation), laut (marine) dan darat (land).
3. Kemampuan Global Positioning System (GPS)
Perangkat GPS menerima sinyal dari satelit dan kemudian melakukan perhitungan sehingga pada tampilan umumnya dapat mengetahui posisi (dalam lintang dan bujur), kecepatan, dan waktu. Disamping itu juga dapat memberikan informasi tambahan seperti jarak, dan waktu tempuh. Posisi yang ditampilkan merupakan sistem referensi geodetik WGS-84 dan waktu merupakan referensi USNO (U.S. Naval Observatory Time).
Dalam penentuan posisi, GPS dapat memberikan ketelitian posisi yang spektrumnya cukup luas dari milimeter sampai puluhan meter. Ketelitian posisi yang diperoleh secara umum akan tergantung pada empat faktor, yaitu:
a. Metode penentuan posisi yang digunakan
b. Geometri dan distribusi dari satelit-satelit yang diamati
c. Ketelitian data yang digunakan
d. Strategi atau metode pengolahan data yang diterapkan
GPS memiliki dua tingkat ketelitian:
a. Sistem posisi standar (Standard Positioning System/SPS)
SPS merupakan yang disediakan untuk umum (sipil). Tingkat akurasi yang dihasilkan adalah 100 m untuk posisi horisontal dan 150 meter untuk posisi vertikal.
b. Sistem posisi presisi (Precision Positioning System/PPS)
PPS digunakan oleh Departemen Pertahanan AS dan tidak disediakan untuk umum.
Sejak Mei 2000, Pemerintah AS telah meningkatkan akurasi untuk SPS dengan menon-aktifkan SA (Selective Availability) hingga 20 meter untuk posisi horisontal.
Selain untuk menentukan titik koordinat dalam penentuan arah kiblat GPS dapat dipergunakan pada berbagai bidang antara lain, sistem navigasi pesawat, laut dan darat, pemetaan dan geodesi, survei, sistem penentuan lokasi, pertanian, eksplorasi sumber daya alam, dan masih banyak lagi.
4. Penentuan Posisi Dengan Global Positioning System (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 atau kanopi yang lebat 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.
Proses penentuan posisi dengan GPS dilakukan secara iterasi (hitungan berulang) untuk mendapatkan ketelitian hasil yang lebih baik. Hal ini ditunjukkan oleh perubahan pada harga koordinat suatu titik yang ditentukan posisinya dengan GPS. Perubahan harga semakin lama akan melambat dan akhirnya tidak lagi berubah.
[1] Yunus Susilo, Aplikasi GPS dan Program Borland Delphi Untuk Penentuan arah Kiblat Secara Cepat dan Akurat, Makalah ini disampaikan pada Workshop Aplikasi GPS dan Program Borland Delphi Untuk Penentuan arah Kiblat Secara Cepat dan Akurat, (Diselenggarakan atas kerja sama PUSTEG dan HMJ Jurusan Teknik Geodesi Fakultas Teknik sipil dan perwncanaan ITN Malang dengan Jurusan Fisika FMIPA UNAIR Surabaya pada tanggal 1 September 2007), 11.
[2] Ibid.
[3] Bima, Just Another Message in the Bottle in a
Tidak ada komentar:
Posting Komentar