![](https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEgj9aAofNEJTRWQNV0CcVTuBfWEkn2OGz-jYsViISCedttkZ-VF1iT2mGgy-rAcTgzGZu7-fogZlaxvnNPV1PrDd3MYvDxCuknGWpcvWiuBEImu-7yc40siT_OaiovS64RTddB8bmbQOU4/s200/GPS.jpg)
Global Positioning System (GPS)
Global Positioning System (GPS) adalah sistem satelit navigasi dan penentuan posisi yang dimiliki yang dikelola oleh Amerika Serikat. Sistem ini didesain untuk memberikan posisi dan kecepatan tiga-dimensi serta informasi mengenai waktu, secara kontinyu di seluruh dunia tanpa bergantung waktu dan cuaca, bagi banyak orang secara simultan. Saat ini GPS sudah banyak digunakan orang di seluruh dunia dalam berbagai bidang aplikasi yang menuntut informasi tentang posisi, kecepatan, percepatan ataupun waktu yang teliti. GPS dapat memberikan informasi posisi dengan ketelitian bervariasi dari beberapa millimeter (orde nol) sampai dengan puluhan meter.
Sistem ini dikembangkan oleh Departemen Pertahanan Amerika Serikat, dengan nama lengkapnya adalah NAVSTAR GPS, NAVSTAR adalah nama yang diberikan oleh John Walsh, seorang penentu kebijakan penting dalam program GPS. Kumpulan satelit ini diurus oleh 50th Space Wing Angkatan Udara Amerika Serikat. Biaya perawatan sistem ini sekitar US$750 juta per tahun, termasuk penggantian satelit lama, serta riset dan pengembangan.
Kemampuan GPS
Beberapa kemampuan GPS antara lain dapat memberikan informasi tentang posisi, kecepatan, dan waktu secara cepat, akurat, murah, dimana saja di bumi ini tanpa tergantung cuaca. Hal yang perlu dicatat bahwa GPS adalah satu-satunya sistem navigasi ataupun sistem penentuan posisi dalam beberapa abad ini yang memiliki kemampuan handal seperti itu. Ketelitian dari GPS dapat mencapai beberapa mm untuk ketelitian posisinya, beberapa cm/s untuk ketelitian kecepatannya dan beberapa nanodetik untuk ketelitian waktunya. Ketelitian posisi yang diperoleh akan tergantung pada beberapa faktor yaitu metode penentuan posisi, geometri satelit, tingkat ketelitian data, dan metode pengolahan datanya.
Produk yang diberikan GPS
Secara umum produk dari GPS adalah posisi, kecepatan, dan waktu. Selain itu ada beberapa produk lainnya seperti percepatan, azimuth, parameter attitude, TEC (Total Electron Content), WVC (Water Vapour Content), Polar motion parameters, serta beberapa produk yang perlu dikombinasikan dengan informasi eksternal dari sistem lain, produknya antara lain tinggi ortometrik, undulasi geoid, dan defleksi vertikal.
Segmen Penyusun Sistem GPS
Secara umum ada tiga segmen dalam sistem GPS yaitu segmen sistem kontrol, segmen satelit, dan segmen pengguna. Satelit GPS dapat dianalogikan sebagai stasiun radio angkasa, yang diperlengkapi dengan antena-antena untuk mengirim dan menerima sinyal –sinyal gelombang. Sinyal-sinyal ini selanjutnya diterima oleh receiver GPS di dekat permukaan bumi, dan digunakan untuk menentukan informasi posisi, kecepatan, maupun waktu. Selain itu satelit GPS juga dilengkapi dengan peralatan untuk mengontrol attitude satelit. Satelit-satelit GPS dapat dibagi atas beberapa generasi yaitu ; blok I, blok II, blok IIA, blok IIR dan blok IIF. Hingga april 1999 ada 8 satelit blok II, 18 satelit blok II A dan 1 satelit blok II R yang operasional.
Secara umum segmen sistem kontrol berfungsi mengontrol dan memantau operasional satelit dan memastikan bahwa satelit berfungsi sebagaimana mestinya Segmen pengguna terdiri dari para pengguna satelit GPS di manapun berada. Dalam hal ini alat penerima sinyal GPS ( GPS receiver ) diperlukan untuk menerima dan memproses sinyal -sinyal dari satelit GPS untuk digunakan dalam penentuan posisi, kecepatan dan waktu. Komponen utama dari suatu receiver GPS secara umum adalah antena dengan pre-amplifier, bagian RF dengan pengidentifikasi sinyal dan pemroses sinyal, pemroses mikro untuk pengontrolan receiver, data sampling dan pemroses data ( solusi navigasi ), osilator presisi , catu daya, unit perintah dan tampilan, dan memori serta perekam data.
Prinsip penentuan posisi dengan GPS
Prinsip penentuan posisi dengan GPS yaitu menggunakan metode reseksi jarak, dimana pengukuran jarak dilakukan secara simultan ke beberapa satelit yang telah diketahui koordinatnya. Pada pengukuran GPS, setiap epoknya memiliki empat parameter yang harus ditentukan : yaitu 3 parameter koordinat X,Y,Z atau L,B,h dan satu parameter kesalahan waktu akibat ketidaksinkronan jam osilator di satelit dengan jam di receiver GPS. Oleh karena diperlukan minimal pengukuran jarak ke empat satelit.
Tipe alat (Receiver ) GPS
Ada 3 macam tipe alat GPS, dengan masing-masing memberikan tingkat ketelitian (posisi) yang berbeda-beda.
1. Tipe alat GPS pertama adalah tipe Navigasi (Handheld, Handy GPS). Tipe nagivasi harganya cukup murah, sekitar 1 - 4 juta rupiah, namun ketelitian posisi yang diberikan saat ini baru dapat mencapai 3 sampai 6 meter.
2. Tipe alat yang kedua adalah tipe geodetik single frekuensi (tipe pemetaan), yang biasa digunakan dalam survey dan pemetaan yang membutuhkan ketelitian posisi sekitar sentimeter sampai dengan beberapa desimeter.
3. Tipe terakhir adalah tipe Geodetik dual frekuensi yang dapat memberikan ketelitian posisi hingga mencapai milimeter. Tipe ini biasa digunakan untuk aplikasi precise positioning seperti pembangunan jaring titik kontrol, survey deformasi, dan geodinamika. Harga receiver tipe geodetik cukup mahal, mencapai ratusan juta rupiah untuk 1 unitnya.
Sinyal dan Bias pada GPS
GPS memancarkan dua sinyal yaitu frekuensi L1 (1575.42 MHz) dan L2 (1227.60 MHz). 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 (receiver 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.
Ketika sinyal melalui lapisan atmosfer, maka sinyal tersebut akan terganggu oleh konten dari atmosfer tersebut. Besarnya gangguan di sebut bias. Bias sinyal yang ada utamanya terdiri dari 2 macam yaitu bias ionosfer dan bias troposfer. Bias ini harus diperhitungkan (dimodelkan atau diestimasi atau melakukan teknik differencing untuk metode diferensial dengan jarak baseline yang tidak terlalu panjang) untuk mendapatkan solusi akhir koordinat dengan ketelitian yang baik. Apabila bias diabaikan maka dapat memberikan kesalahan posisi sampai dengan orde meter.
Error Source pada GPS
Pada sistem GPS terdapat beberapa kesalahan komponen sistem yang akan mempengaruhi ketelitian hasil posisi yang diperoleh. Kesalahan-kesalahan tersebut contohnya kesalahan orbit satelit, kesalahan jam satelit, kesalahan jam receiver, kesalahan pusat fase antena, dan multipath. Hal-hal lainnya juga ada yang mengiringi kesalahan sistem seperti efek imaging, dan noise. Kesalahan ini dapat dieliminir salah satunya dengan menggunakan teknik differencing data.
Metoda penentuan posisi dengan GPS
Metoda penentuan posisi dengan GPS pertama-tama terbagi dua, yaitu metoda absolut, dan metoda diferensial. Masing-masing metoda kemudian dapat dilakukan dengan cara real time dan atau post-processing. Apabila obyek yang ditentukan posisinya diam maka metodenya disebut Statik. Sebaliknya apabila obyek yang ditentukan posisinya bergerak, maka metodenya disebut kinematik. Selanjutnya lebih detail lagi kita akan menemukan metoda-metoda seperti SPP, DGPS, RTK, Survei GPS, Rapid statik, pseudo kinematik, dan stop and go, serta masih ada beberapa metode lainnya.
Ketelitian Posisi yang diperoleh dari Sistem GPS
Untuk aplikasi sipil, GPS memberikan nilai ketelitian posisi dalam spektrum yang cukup luas, mulai dari meter sampai dengan milimeter. Sebelum mei 2000 (SA on) ketelitian posisi GPS metode absolut dengan data psedorange mencapai 30 - 100 meter. Kemudian setelah SA off ketelitian membaik menjadi 3 - 6 meter. Sementara itu Teknik DGPS memberikan ketelitian 1-2 meter, dan teknik RTK memberikan ketelitian 1-5 sentimeter. Untuk posisi dengan ketelitian milimeter diberikan oleh teknik survai GPS dengan peralatan GPS tipe geodetik dual frekuensi dan strategi pengolahan data tertentu
Aplikasi-aplikasi Teknologi GPS
GPS (Global Positioning System) adalah sistem satelit navigasi yang paling populer dan paling banyak diaplikasikan di dunia pada saat ini, baik di darat, laut, udara, maupun angkasa. Disamping aplikasi-aplikasi militer, bidang-bidang aplikasi GPS yang cukup marak saat ini antara lain meliputi survai pemetaan, geodinamika, geodesi, geologi, geofisik, transportasi dan navigasi, pemantauan deformasi, pertanian, kehutanan, dan bahkan juga bidang olahraga dan rekreasi. Di Indonesia sendiri penggunaan GPS sudah dimulai sejak beberapa tahun yang lalu dan terus berkembang sampai saat ini baik dalam volume maupun jenis aplikasinya
Cara kerja GPS
untuk mengetahui posisi dari GPS, diperlukan minimal 3 satelit. Pengukuran posisi GPS didasarkan oleh sistem pengukuran matematika yang disebut dengan Triliterasi. Yaitu pengukuran suatu titik dengan bantuan 3 titik acu. Misalnya anda berada di suatu kota A (disini kota kita anggap sebagai titik), tetapi anda tidak mengetahui dimana anda berada. Untuk mengetahui keberadaan anda, anda bertanya kepada seseorang, dan orang tersebut menjawab bahwa anda 2 km dari kota B. Jawaban ini tidak memuaskan anda karena anda tidak tahu apakah anda di sebelah selatan, utara, barat, atau timur kota B.
Kemudian anda bertanya kepada orang ke-2 dan mendapat jawaban bahwa anda berada 5 km dari kota C. Dengan jawaban ini anda sudah dapat membayangkan dimana posisi anda, hanya ada kemungkinan 2 titik berbeda yang berpotongan antara lingkaran dengan radius kota A dengan kota B dan lingkaran dengan radius kota A dengan kota C. Untuk lebih memperjelas lagi anda mumerlukan orang ke-3, misalnya anda berada di 1 km dari kota D. Dengan demikian anda mendapatkan perpotongan antara lingkaran dengan radius jarak kota A ke kota B, lingkaran antara kota A dan kota C, dan lingkaran antara kota A dan kota D. Dalam GPS kota A adalah alat penerima GPS, kota B, C, dan D adalah Satelit.
Manfaat teknologi GPS dapat digunakan ke beberapa bidang diantaranya :
- Militer
GPS dapat digunakan untuk keperluan perang, seperti menuntun arah bom, atau mengetahui posisi pasukan berada. Dengan cara ini maka kita bisa mengetahui mana teman mana lawan untuk menghindari salah target, ataupun menetukan pergerakan pasukan.
- Navigasi
GPS banyak juga digunakan sebagai alat navigasi seperti kompas. Beberapa jenis kendaraan telah dilengkapi dengan GPS untuk alat bantu navigasi, dengan menambahkan peta, maka bisa digunakan untuk memandu pengendara, sehingga pengendara bisa mengetahui jalur mana yang sebaiknya dipilih untuk mencapai tujuan yang diinginkan. Sebagai contoh peta digital yang sudah dimiliki oleh CBN adalah cybermap.co.id
- Sistem Informasi Geografis
GPS sering juga diikutsertakan dalam pembuatan peta, seperti mengukur jarak perbatasan, ataupun sebagai referensi pengukuran.
- Pelacakan kendaraan
Kegunaan lain GPS adalah sebagai pelacakan kendaraan dengan bantuan GPS pemilik kendaraan/pengelola armada bisa mengetahui keberaadaan dimana saja kendaraan/aset bergeraknya pada saat ini.
- Pemantau Gempa
Bahkan saat ini, GPS dengan ketelitian tinggi bisa digunakan untuk memantau pergerakan tanah, yang ordenya hanya mm dalam setahun. Pemantauan pergerakan tanah berguna untuk memperkirakan terjadinya gempa, baik pergerakan vulkanik ataupun tektonik. (FWD/Ron).
Bagaimana GPS muncul?
Awalnya ide ini berasal dari seseorang di masa lampau yang berpikir, bagaimana keberadaan kita saat ini, lokasinya dimana, dan akan pergi ke suatu tempat yang tentunya memerlukan kejelasan lokasi tempat yang tepat. Terkadang, hanya menyebutkan alamat suatu tempat, belum tentu kita menemukan posisi yang dimaksud oleh alamat tadi. Ataupun ada kesamaan alamat bisa terjadi pula. Hal inilah tentunya salah satu yang mendasari munculnya GPS.
Sistem Navigasi dan posisi merupakan hal yang penting dalam berbagai aktifitas dan prosesnya sampai saat ini masih dianggap suatu hal yang rumit. Selama bertahun-tahun perkembangan teknologi berusaha menyederhanakan urutan suatu aplikasi teknologi, tetapi penyederhanaan prosespun terkadang merugikan kita juga.
Akhirnya, Departemen Pertahanan Amerika Serikat memutuskan bahwa militer mereka harus mempunyai suatu bentuk teknologi yang sangat teliti mengenai suatu posisi yang tepat dari suatu lokasi apapun yang ada di permukaan bumi ini. Kebetulan waktu itu mereka mempunyai dana segar senilai 12 juta dollar, dan tentunya hal ini dijadikan modal untuk membangun suatu teknologi mutakhir yang baik.
Kenapa Departemen Pertahanan Amerika mengembangkan GPS ?
Pada waktu itu ada sejenis perlombaan senjata dari ICBM, menjadi suatu hal yang menarik dalam hal menentukan lokasi tepat dari lokasi misil yang ditembakkan oleh musuh. Tentunya dengan mengetahui lokasi secara tepat, kita bisa menghancurkan musuh tersebut beserta seluruh perangkat persenjataan mereka. Hal tersebut tidaklah terlalu sulit waktu itu untuk menemukan lokasinya, apabila lokasi peluncuran senjata itu berada di daratan, dimana waktu itu kebanyakan misil darat berasal dari daratan uni soviet. Akan tetapi sebagian besar jenis senjata nuklir, ternyata ditembakan dari arah lautan. Tentunya untuk mempertahankan kekuasan amerika, mereka harus menemukan cara bagaimana menemukan posisi tepat, walaupun itu berada di tengah samudera yang luas dalam hitungan jam. Dan mereka menemukan GPS. GPS atau global positioning system, merupakan suatu system yang merubah system navigasi sampai saat ini.
Differential GPS merupakan suatu bentuk kerjasama dari dua receiver GPS, satu receiver GPS posisinya diam dan receiver GPS lainnya bergerak menyusuri area yang akan dipetakan posisinya. Jadi satu receiver GPS merupakan base station (reference GPS) dan receiver GPS lain menjadi rover GPS. Perlu diingat, untuk Differential GPS, tidak hanya terbatas menggunakan 2 receiver GPS saja, Anda bisa menggunakan 3, 4 atau berapapun receiver GPS. Yang penting ada salah satu yang harus menjadi GPS reference / base station-nya.
GPS navigasi adalah perangkat penerima sinyal global positioning system (GPS) sebagai penentu posisi. Peranti ini sanggup mencarikan lokasi secara lebih mudah dan terarah. Hasilnya, perjalanan menjadi lebih efisien, termasuk menentukan arah dan rute tujuan.
Teknologi ini mulai diperkenalkan di Indonesia sejak beberapa tahun lalu. Dengan kelengkapan data yang ada, berbagai kemungkinan rute perjalanan dapat diperoleh. Hal ini sangat membantu apabila saat terjebak kemacetan. Dengan mudah, kita tinggal mengambil jalan terdekat, dan perangkat navigasi otomatis akan me-routing jalur baru untuk sampai ke tujuan.
GPS navigasi dapat dibawa atau dipasang di pesawat terbang, kapal laut, tank, kapal selam, mobil, dan truk. Alat penerima ini akan mendeteksi, melakukan pengodean, dan memproses sinyal satelit GPS.
Petugas kepolisian, pemadam kebakaran, serta pelayanan medis perlu menggunakan alat ini untuk mengetahui keberadaan mobil polisi, mobil pemadam, atau ambulans yang terdekat dengan tempat darurat.
Beberapa produsen mobil juga menawarkan displai peta yang dipandu GPS. Ketika melakukan koneksi GPS, dibutuhkan sekitar tiga menit untuk mengetahui posisi mobil. Tekan GPS dan konek. Semua peta, lengkap dengan nama jalan dan tempat layanan publik, pun akan terlihat.
Mencari Alamat misalnya, Setelah muncul tanda panah, pengendara dapat mencari alamat yang dituju dalam find as destination, dengan berbagai fitur. Mulai dari nama jalan, bandar udara, apartemen, ATM / bank, bangunan bersejarah, bengkel, kafe, dokter gigi, masjid, hotel, kantor polisi, pasar, sampai SPBU.
Di dalam kendaraan, GPS navigasi mendapat sinyal dari satelit untuk mengenali posisi. Tingkat akurasinya sangat baik, karena didukung 12 satelit di seluruh dunia. Tingkat akurasinya sampai 15 meter, sehingga pemetaan terjadi secara real time. Kursor bergerak sesuai dengan kecepatan mobil. Yang menarik, di dalam layar ada informasi rute kapan harus belok kanan atau kiri untuk mencapai alamat yang dituju.
Kebanyakan produk GPS navigasi dirancang untuk memiliki kemaksimalan fungsi sekaligus kemudahan operasi. Salah satu fitur dalam perangkat yang mencerminkan komitmen ini adalah fasilitas voice guidance. Panduan suara dari fasilitas ini memungkinkan pengguna tetap fokus menyetir.
Fasilitas map display yang tersedia juga memungkinkan Anda melihat persebaran objek secara spasial. Berbekal GPS yang berisi peta persebaran objek dan jaringan jalan, seseorang dapat memilih jalur yang akan dilalui atau menyusun suatu rute jika objek yang akan dikunjungi lebih dari satu. Harga GPS navigasi sangat bervariasi, biasanya dipengaruhi keakuratannya. Keakuratan dipengaruhi oleh gangguan yang disebut multipath.
Kesalahan ini terjadi akibat sinyal yang ditangkap antena GPS terpantulkan terlebih dulu ke objek di sekeliling GPS, misalnya gedung atau batang pohon. Artinya, yang terekam antena GPS sebenarnya posisi gedung / pohon yang memantulkan sinyal dan bukan posisi Anda berdiri. Untuk menghindari hal itu, dianjurkan pada saat mengoperasikan GPS hendaknya memilih lokasi yang relatif terbuka.
Referensi
- Parkinson, B.W. (1996), Global Positioning System: Theory and Applications, chap. 1: Introduction and Heritage of NAVSTAR, the Global Positioning System. pp. 3-28, American Institute of Aeronautics and Astronautics, Washington, D.C.
- GPS Overview from the NAVSTAR Joint Program Office. Accessed December 15, 2006.
- http://www.google.co.id/url?sa=t&source=web&ct=res&cd=1&ved=0CAgQFjA
- cybertech.cbn.net.id/cbprtl/cybertech/detail.aspx?