Pengenalan Alat Ukur GPS

A. Apa itu GPS dan Perkembanganya

GPS yang merupakan kependekan dari Global Positioning System, adalah suatu sistem radio navigasi dan penentuan posisi yang berbasiskan satelit yang dapat digunakan oleh banyak orang sekaligus  dalam segala  cuaca, serta  didesain  untuk  memberikan posisi  dan kecepatan tiga dimensi  yang teliti,  dan juga informasi  mengenai waktu, secara  kontinyu  di seluruh dunia (Abidin, 1995). Nama lengkapnya adalah NAVSTAR GPS (Navigational Satellite Timing and Ranging Global Positioning  System) ada   juga  yang  mengartikan  “Navigation System Using Timing and Ranging”. Selain itu Global Positioning System (GPS)) adalah sistem untuk menentukan posisi di permukaan bumi dengan bantuan sinkronisasi sinyal satelit. Sistem ini menggunakan 24 satelit  yang mengirimkan sinyal gelombang mikro ke Bumi. Sinyal  ini diterima    oleh   alat   penerima   di    permukaan,   dan   digunakan   untuk    menentukan posisi, kecepatan,    arah,    dan waktu.     Sistem     yang    serupa     dengan    GPS      antara lain GLONASSRusia, Galileo Uni Eropa, IRNSS India.

Sistem ini dikembangkan oleh Departemen Pertahanan Amerika Serikat, dengan nama lengkapnya  adalah NAVSTAR   GPS (kesalahan   umum   adalah  bahwa  NAVSTAR   adalah sebuah singkatan, ini adalah salah, NAVSTAR adalah nama yang diberikan oleh John Walsh, seorang   penentu  kebijakan  penting  dalam  program  GPS).[1]  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.

GPS  Tracker  atau sering  disebut  dengan  GPS  Tracking adalah teknologi  AVL (Automated Vehicle Locater) yang memungkinkan pengguna untuk  melacak posisi kendaraan, armada ataupun mobil dalam keadaan Real-Time. GPS Tracking memanfaatkan kombinasi teknologi GSM  dan GPS  untuk menentukan koordinat  sebuah  obyek, lalu menerjemahkannya dalam bentuk peta digital.

Sistem GPS  yang nama aslinya NAVSTAR GPS (Navigational Satellite Timing and Ranging Global Positioning System)  mempunyai tiga segmen yaitu : satelit, pengontrol dan penerima / pengguna. Satelit GPS yang mengorbit bumi, dengan orbit dan kedudukan yang tetap (koordinatnya pasti), seluruhnya berjumlah 24 buah dimana 21 buah aktif bekerja dan 3 buah sisanya adalah cadangan.

a.  Satelit

 Satelit bertugas untuk menerima dan menyimpan data yang ditransmisikan oleh statiun-statiun  pengontrol,  menyimpan dan menjaga informasi  waktu  berektelitian tinggi  9ditentukan  dengan jam  atomic  di  satelit)  dan  memancarkan sinyal  dan informasi secara kontinyu ke pesawat (receiver) dari pengguna.

b.  Pengontrol

Pengontrol bertugas  untuk mengendalikan dan mengontorol  satelit  dari bumi baik untuk  mengecek kesahatan  satelit,  penentuan dan  prediksi orbit  dan waktu, sinkronisasi waktu antar satelit, dan mengirim data ke satelit.

c.   Penerima

Penerima bertugas menerima data dari satelit dan memprosesnya untuk menentukan posisi (posisi  dari tiga dimensi yaitu koordinat  di bumi plus ketinggian), arah, jarak dan waktu yang diperlukan oleh pengguna. Ada tiga macam yaitu tipe NAVIGASI dan tipe GEODETIC. Yang termasuk receiver tipe NAVIGASI antara lain : Trimble Ensign, Trimble Pathfinder, Garmin, Sony  dan lain sebagainya.  Sedangkan  tipe GEODETIC antara lain : Topcon, Leica, astech,  Trimble seri  4000 dan lain-lain. Penerima GPS memperoleh sinyal  dari  beberapa satelit yang mengorbitbumi.  Satelit  yang mengitari bumi pada orbit pendek ini terdiri dari 24 susunan satelit, dengan 21 satelit     aktif     dan     3     buah     satelit     sebagai      cadangan.    Dengan susunan orbit tertentu,  maka satelit GPS bisa diterima  di  seluruh  permukaan bumi  dengan  penampakan  antara  4  sampai  8  buah  satelit. GPS   dapat memberikan informasi posisi  dan waktu  dengan ketelitian tinggi. Teknologi GPS  mulai  dikembangkan sekitar  tahun  70-an  oleh  pihak  militer  Amerika Serikat  melalui Departemen pertahanan USA yang digunakan untuk kepentingan  militer.   Seiring  dengan perkembangan system ini,  GPS   telah digunakan secara luas di pelbagai bidang diluar kepentingan militer dan dikembangkan tidak  hanya  di  negara Amerika  Serikat  saja,  melainkan diseluruh dunia. 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.

d.  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 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, gemoteri satelit, tingkat ketelitian data dan metode pengolahan datanya.

e. Cara Kerja GPS

Bagaimana GPS bekerja, kita bisa bagi menjadi 5 tahapan atau konsep GPS itu bekerja sebagai berikut :

1.       Dasar dari GPS adalah  konsep triangulasi dari beberapa satelit. Metode triangulasi merupakan metode penentuan titik menggunakan prinsip-prinsip segitiga

2.       Untuk melakukan proses triangulasi, receiver GPS mengukur jarak dengan dasar waktu yang diperlukan oleh sinyal radio untuk melakukan perjalanan dari transmitter yang ada di satelit ke receiver GPS kita.

3.       Untuk mengukur lamanya waktu perjalanan, GPS memerlukan waktu yang sangat akurat dimana dicapai dengan melakukan beberapa trik atau cara.

4.       Seiring dengan jarak, Kita juga harus mengetahui secara tepat dimana posisi satelit GPS berada. Kuncinya adalah mengetahui tinggi orbit satelit GPS dan memantau satelit GPS itu dalam orbital.

5.       Terakhir, Anda harus mengkoreksi untuk setiap keterlambatan sinyal radio GPS setelah melewati perjalanan melalui lapisan Atmospere.

Sistem  ini  menggunakan sejumlah  satelit  yang berada di  orbit  bumi,  yang memancarkan sinyalnya  ke bumi dan ditangkap oleh sebuah  alat penerima. Ada tiga bagian penting dari sistim ini, yaitu bagian kontrol, bagian angkasa, dan bagian pengguna