HIGH TECH SATELLITE
POSITIONING – SOUVERNIR
ABAD 21
ABAD 21
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 mau pun jenis aplikasinya.
Best Regards
Canon Lee H Marpaung
Best Regards
Canon Lee H Marpaung
0 Komentar