Pada awalnya terdapat 24 satelit MEO (Medium Earth Orbit) yang digunakan untuk membantu melacak posisi dengan membagi wilayah bumi menjadi 3 bagian masing-masing diisi 8 satelit. Dalam perkembangannya, bumi dibagi menjadi 6 bagian dengan 4 satelit melayani per wilyah. Dengan adanya 24 satelit di angkasa, 4 sampai dengan 10 satelit GPS setiap saat akan selalu dapat diamati di seluruh permukaan bumi. Saat ini GPS digunakan dalam berbagai bidang seperti:
1. Militer
GPS digunakan untuk keperluan perang seperti menuntun arah rudal atau melacak posisi pasukan. Dengan cara ini maka dapat diketahui mana teman atau lawan untuk menghindari salah sasarnan atau menentukan pergerakan pasukan.
2. Navigasi
2. Navigasi
GPS banyak juga digunakan sebagai alat navigasi seperti kompas. Beberapa jenis kendaraan telah dilengkapi fitur GPS untuk alat bantu navigasi. Dengan begitu pengendara dapat melihat posisi dan memandu (tracking) lokasi yang akan dituju dan mencari jalan alternatif ketika macet.
3. Sistem Informasi Geografi
Untuk keperluan SIG, GPS sering digunakan untuk melakukan pengukurna lapangan dalam pembuatan peta.
4. Pelacak Kendaraan
GPS digunkan juga untuk melacak posisi kendaraan saat ini berada. Para pelaku agen travel atua penyewaan mobil biasanya menggunakan bantuan GPS untuk memonitor posisi klien.
5. Pemantau Gempa
GPS memiliki ketelitan tinggi dan dapat digunakan untuk memantau pergerakan tanah yang ordenya hanya milimeter per tahun. Pemantauan pergerakan tanah berguna untuk memperkirakan terjadinya gempa atau aktivitas tektonik dan vulkanik lainnya.
6. Aplikasi Kontrol Pesawat Ulang Alik
Penggunaan lebih lanjut dari GPS adalah mencakup aplikasi kontrol dan panduan bagi mesin tak berawak seperti eksplorasi luar angkasa atau tempat-tempat berbahaya di bumi yang tidak dapat dijangkau manusia.
3. Sistem Informasi Geografi
Untuk keperluan SIG, GPS sering digunakan untuk melakukan pengukurna lapangan dalam pembuatan peta.
4. Pelacak Kendaraan
GPS digunkan juga untuk melacak posisi kendaraan saat ini berada. Para pelaku agen travel atua penyewaan mobil biasanya menggunakan bantuan GPS untuk memonitor posisi klien.
5. Pemantau Gempa
GPS memiliki ketelitan tinggi dan dapat digunakan untuk memantau pergerakan tanah yang ordenya hanya milimeter per tahun. Pemantauan pergerakan tanah berguna untuk memperkirakan terjadinya gempa atau aktivitas tektonik dan vulkanik lainnya.
6. Aplikasi Kontrol Pesawat Ulang Alik
Penggunaan lebih lanjut dari GPS adalah mencakup aplikasi kontrol dan panduan bagi mesin tak berawak seperti eksplorasi luar angkasa atau tempat-tempat berbahaya di bumi yang tidak dapat dijangkau manusia.
 |
Spesifikasi GPS
C.1 Sinyal GPS
Satelit GPS mengirim dua sinyal transmisi gelombang radio dengan emisi “Code-Phase”dan “Carrier-Phase” untuk menghitung jarak Satelite dan GPS Receiver agar lebih akurat, dengan frekuensi L1(1,57542 GHz ) GPS transmisi Signal diperuntukan pengguna sipil dan L,2.(1227.60 MHz) US GPS transmisi Sinyal untuk keperluan militer dengan spesifikasi keakuratan serta Eror Correction lebih baik. Sinyal satelite GPS Navstar memancar menyorot permukaan bumi sesuai dengan karakter signal Microwave pada band sekitar 1.2- 1,5 GHZ, menembus awan, kaca dan plastic namun tidak akan bisa menembus benda padat/keras seperti bangunan atau gunung.
Sinyal GPS mengandung tiga informasi yaitu kode pseudorandom, data ephemeris dan data almanak. Sinyal transmisi dari satelit GPS merupakan sinyal identifikasi satelit saat sedang mengirim informasi terhadap GPS Receiver. Selanjutnya Receiver GPS menghitung timing waktu rambatan gelombang dari satelite Navstar dengan menghitung selisih timing pulsa antara “pseudo random code” dari Receiver GPS bangkitkan dengan sinyal yang identik dari satelit GPS Navstar. Kelebaran freqwensi (Bandwidth) yang dibutuhkan untuk mentransmisikan pseudo random code sekitar 1 MHz, sehingga transmisi sinyal GPS ditransmisikan pada gelombang 20 cm atau sekitar 1.2 -1.5 GHZ.
C.2 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.
C.3 Produk yang diberikan GPS
Secara umum produk dari GPS adalah posisi, kecepatan, dan waktu. Selain itu ada Electron Content), WVC (Water Vapour Content), Polar motion parameters, serta beberapa produk lainnya seperti percepatan, azimuth, parameter attitude, TEC (Total beberapa produk yang perlu dikombinasikan dengan informasi eksternal dari sistem lain, produknya antara lain tinggi ortometrik, undulasi geoid, dan defleksi vertikal.
C.4 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.
C.5 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.
C.6 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.
C.7 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.
C.8 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.
sumber :
http://geograph88.blogspot.co.id/2015/09/sejarah-gps-global-positioning-system.html
http://alfian-labeda.blogspot.co.id/2013/01/makalah-gps.html
Posts
