Pengenalan GPS

GPS

GPS merupakan sebuah sistem navigasi berbasis satelit yang dikembangkan oleh US DoD= United States Department of Defense (Departemen Pertahanan Amerika Serikat) dan diberinama NAVSTAR GPS. NAVSTAR adalah sebuah nama untuk GPS yang diberikan oleh penentu kebijakan dalam program pembuatan GPS bernama John Walsh. Pengelolaan Satelit tersebut dilakukan oleh 50th Space Wing Angkatan Udara Amerika Serikat dengan biaya perawatan mencapai angka sekitar US$750 juta per tahun, termasuk penggantian satelit lama, serta riset dan pengembangannya. Karena memang diciptakan pertama kali oleh Departemen Pertahanan maka pada awalnya GPS dimanfaatkan dalam urusan militer, namun karena manfaatnya yang begitu besar dalam mendeteksi posisi geografis (lintang, bujur, dan ketinggian di atas permukaan laut) siapapun atau apapun di muka bumi ini dengan tepat, maka sejak tahun 1980-an GPS mulai dimanfaatkan secara lebih luas. Lebih dari itu, dengan kemampuannya yang dapat bekerja dalam kondisi apapun, di manapun di belahan bumi ini, serta kapanpun diperlukan, ditambah lagi tidak ada pembebanan biaya terhadap penggunaannya, membuat GPS semakin lama pasti menjadi semakin populer dan semakin banyak saja penggunanya.

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.

DAFTAR PUSTAKA

Morris, G. M.; Goodsell, D. S.; Huey, R.; Hart, W. E.; Halliday, S.; Belew, R.; Olson, A. J. 2001. User’s Guide : AutoDock Version 3.0.5.

Gis  2007.  Segala-tentang-gps. http://gis.blogsome.com/2007/12/11/segala-tentang-gps/.   Diakses pada 05 Juni 2011.