Pengertian
GPS
GPS (Global Positioning
System) adalah sistem satelit navigasi dan penentuan posisi yang dimiliki dan
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.
·
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. 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. 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. 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.
DAFTAR PUSTAKA :
azkarizkaocv.blogspot.co.id/2015/10/makalah-gps-global-positioning-system.html
http://www.lappara.web.id/2015/01/teknologi-gps-global-positioning-system.html
Tidak ada komentar:
Posting Komentar