Pengenalan Sistem GPS (Global Positioning System)

Prinsip Penentuan Posisi Dalam GPS

Alat penerima dibumi menggunakan satelit-satelit GPS sebagai titik referensi yang sangat akurat posisinya. Alat penerima ini memiliki kemampuan menangkap sinyal dari satelit GPS yang sangat lemah dan tidak dapat terdeteksi oleh alat-alat lainnya. Sinyal GPS merupakan sinyal yang kompleks karena didesain untuk berbagai keperluan (misalnya sinyal untuk militer berbeda dengan untuk sipil), sinyal harus aman dari gangguan, dan sinyal didesain untuk penentuan posisi secara teliti. Karena itu, setiap sinyal dari satelit GPS membawa data yang diperlukan untuk mendukung proses penentuan posisi, kecepatan, maupun waktu. Data  tersebut meliputi informasi tentang waktu transmisi sinyal dari satelit, posisi satelit, kesehatan satelit, koreksi jam, efek refraksi ionosfer, dan informasi lainnya.

Sinyal yang berupa gelombang elektromagnetik ini ditangkap oleh antena alat penerima GPOS. Selanjutnya, sinyal dirubah menjadi arus listrik dan dikirim ke komponen mikroprosesor untuk diproses lebih lanjut. Dengan menghitung waktu tempuh signal yang dipancarkan oleh setiap satelit, alat penerima menghitung jarak antara lokasi penerima dengan satelit. Setelah jarak dapat ditentukan, maka alat penerima akan mencari posisi satelit yang sesungguhnya untuk menyelesaikan perhitungan posisi geografis alat penerima di bumi. Posisi setiap satelit ini dapat ditentukan dengan tepat karena masing-masing berada pada orbit yang sangat tinggi dan sangat stabil. Karena dalam sistem GPS yang bisa dihitung hanyalah jarak dan bukan vektor, maka untuk penentuan posisi diperlukan pengukuran jarak terhadap beberapa satelit secara  sekaligus. Dalam prakteknya, untuk mengkalkulasikan posisi geografis suatu lokasi di muka bumi secara tepat, diperlukan perhitungan posisi terhadap minimal empat satelit GPS (Gambar 1).

Posisi yang diberikan oleh sistem GPS adalah posisi 3-D, yaitu (X,Y,Z) dimana Z atau tinggi yang diberikan adalah tinggi ellipsoid. Datum dari posisi yang diperoleh adalah WGS (World Geodetic System) 1984 yang menggunakan ellipsoid referensi GSR 1980.
Pengenalan Sistem GPS (Global Positioning System)
Prinsip perhitungan jarak ke sebuah satelit (kiri) dan penentuan posisi berdasarkan jarak ke beberapa satelit (kanan) (Abidin, 1998).
Tingkat Ketelitian Pengukuran GPS

Tingkat ketelitian posisi bervariasi dari sangat teliti (kesalahan beberapa mm) sampai kurang teliti (kesalahan puluhan meter). Tingkat ketelitian ditentukan oleh tingkat ketelitian data satelit, geometri satelit, metode penentuan posisi dan pengolahan data, serta kecanggihan alat penerima.

Tingkat ketelitian data satelit merupakan faktor terbesar yang menentukan tingkat ketelitian perhitungan posisi. Oleh DoD, sinyal GPS dibagi menjadi dua jenis, yaitu P-code (P=Precise atau Private) dan C/A-code (C/A= Coarse Acquistion atau Clear Access). P-code merupakan sinyal yang memberikan akurasi yang lebih tinggi (sekitar 10 kali) daripada C/A-cose. Dalam hal ini DoD memberlakukan kebijaksanaan Anti Spoofing (AS) dan Selective Availability (SA) untuk mengatur batas ketelitian yang bisa dicapai oleh pengguna jasa GPS.

Anti Spoofing diterapkan untuk menghindari adanya sinyal palsu dari “pihak lawan” yang akan mengacaukan perhitungan posisi. Kode-P disandikan dengan kode rahasia yang hanya diketahui oleh pihak militer USA dan pihak-pihak yang diizinkan saja. Secara umum alat penerima sipil tidak mampu memecahkan kode ini sehingga tidak dapat mengakses kode-P. Untuk mendapatkan fasilitas akses ke kode-P diperlukan layanan navigasi tipe Precise Positioning Service (PPS).

Selectiv Availability (SA) diterapkan untuk memproteksi ketelitian posisi yang tinggi hanya untuk pihak militer USA dan pihak yang diizinkan saja. Hal ini dilakukan dengan cara memanipulasi data satelit sehingga menyebabkan degradasi akurasi hasil pengukuran posisi. SA merupakan sumber kesalahan terbesar dalam pengukuran GPS. Akses terhadap sinyal GPS yang mengalami SA merupakan pelayanan standard secara gratis kepada siapa saja melalui jenis layanan Standard Positioning Service (SPS).

Secara umum metode penentuan posisi dengan GPS ada dua jenis, yaitu metode Absolute Positioning dan Differential Positioning. Metode Absolute Positioning atau point positioning merupakan metode yang paling sederhana, hanya menggunakan satu buah alat penerima, dan ditujukan untuk keperluan navigasi yang tidak memerlukan tingkat ketelitian yang tinggi. Pada layanan SPS yang mengalami SA tingkat ketelitian posisi yang diberikan adalah sekitar 100 m horisontal. Sedangkan dalam layanan PPS tingkat ketelitian antara 10-20 m horisontal. 

Differential Positioning merupakan metode yang dipakai untuk meningkatkan ketelitian pengukuran dengan cara mereduksi efek-efek kesalahan dan bias yang didapatkan dalam metode Absolute Positioning. Caranya adalah dengan menggunakan minimal 2 buah alat penerima, satu diantaranya ditempatkan pada titik yang telah diketahui koordinatnya (monitor station). Metode ini dipakai dalam survei pemetaan maupun navigasi yang memerlukan ketelitian tinggi. Ada beberapa teknik dalam metode ini, seperti Differential GPS (DGPS), Kinematik Positioning, Stop-and-Go Surveying, dan Static Positioning. Ketelitian berkisar dari 5-10 m untuk sistem DGPS sampai ketelitian tertinggi diperoleh dari static survey yang menghasilkan tingkat ketelitian sekitar 3 mm.

Dalam prakteknya, pemakaian GPS disesuaikan dengan tingkat ketelitian yang kita inginkan dan anggaran yang kita punyai. Semakin tinggi tingkat ketelitian yang kita inginkan, alat penerima GPS harus semakin canggih dan semakin mahal. Contohnya adalah yang diterapkan oleh PT. Caltex Pacific Indonesia (Widi Hartono dkk, 2000, komunikasi email) sebagai berikut: 

 Untuk kebutuhan penentuan lokasi secara kasar dalam kegiatan eksplorasi PT CPI (kesalahan kurang lebih 50 meter) dipakah hand-held GPS, seperti: Garmin, Eagle, dan GEO3 (Trimble).
 Untuk kebutuhan yang agak lebih teliti (kesalahan 10 m) dipakai hand-held Magelan dengan melakukan post processing DGPS (Differential GPS).
 Untuk survey lokasi titik bor dan kegiatan seismik yang memerlukan ketelitian yang baik (kesalahan kurang dari 10 cm), dipakai Trible 4000SSI (dual Frequency) yang menggunakan metode DGPS. Karena kebutuhan kecepatan pengukuran maka juga dilaksanakan Real Time Kinetics system. Dual frequency ini juga dipakai pihak DoD, sehingga pihak CPI selalu mendapatkan pemberitahuan jika terjadi perubahan sistem oleh DoD.

Subscribe to receive free email updates:

0 Response to "Pengenalan Sistem GPS (Global Positioning System)"

Post a Comment

Berikan komentarnya yaaa.... Kritik dan saran Anda amatlah berarti :D