Thursday, April 15, 2010

GPS (Global Positioning System )

GPS (Global Positioning System )


Global Positioning System (GPS) adalah satu-satunya sistem navigasi satelit yang berfungsi dengan baik. 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 anatara lain GLONASS Rusia, Galileo Uni Eropa, IRNSS India.
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.



Sejarah Global Positioning System

• GPS dikembangkan pertama kali sebagai NAVSTAR Global Positioning System (GPS) juga dikenal sebagai NAVigation System with Timing And Ranging GPS.
• Sistem ini merupakan sistem penentuan posisi berbasis satelit, dan sekaligus merupakan tonggak revolusi bidang pengukuran posisi dan navigasi.
• Sistem GPS pada awalnya merupakan system navigasi ketentaraan yang dirancang, dilaksanakan, dibiayai, dan dikelola oleh Jabatan Pertahanan Amerika Serikat (DoD).
• Sistem ini dirancang oleh Jabatan Amerika Serikat sejak tahun 1973.
• Pada awalnya, penggunaan sistem ini ditujukan bagi pihak tentara Amerika Serikat saja tetapi setelah diluluskan pada Kongres Amerika Serikat, penggunaan sistem penentuan posisi ini terbuka untuk umum.
• Tujuan utama GPS adalah untuk mewujudkan sistem penentuan posisi di darat, laut, dan udara bagi pihak tentara Amerika Serikat dan sekutunya, namun kemudian sistem ini bebas digunakan oleh semua pengguna.


Cara Kerja

• Ada tiga bagian penting dari sistim ini, yaitu bagian kontrol, bagian angkasa, dan bagian pengguna.




1. Bagian Kontrol

Setiap satelit dapat berada sedikit diluar orbit, sehingga bagian ini melacak orbit satelit, lokasi, ketinggian, dan kecepatan. Sinyal-sinyal sari satelit diterima oleh bagian kontrol, dikoreksi, dan dikirimkan kembali ke satelit. Koreksi data lokasi yang tepat dari satelit ini disebut dengan data ephemeris, yang nantinya akan di kirimkan kepada alat navigasi kita.

2.Bagian Angkasa
Bagian ini terdiri dari kumpulan satelit-satelit yang berada di orbit bumi, sekitar 12.000 mil diatas permukaan bumi. Masing-masing satelit memiliki kodenya sendiri-sendiri. Nomor kode ini biasanya akan ditampilkan di alat navigasi, maka kita bisa melakukan identifikasi sinyal satelit yang sedang diterima alat tersebut. Data ini berguna bagi alat navigasi untuk mengukur jarak antara alat navigasi dengan satelit, yang akan digunakan untuk mengukur koordinat lokasi.

3. Bagian Pengguna
Satelit akan memancarkan data almanak dan ephemeris yang akan diterima oleh alat navigasi secara teratur. Data ephemeris dipancarkan oleh satelit, dan valid untuk sekitar 4-6 jam. Untuk menunjukkan koordinat sebuah titik (dua dimensi), alat navigasi memerlukan paling sedikit sinyal dari 3 buah satelit. Untuk menunjukkan data ketinggian sebuah titik (tiga dimensi), diperlukan tambahan sinyal dari 1 buah satelit lagi. Dari sinyal-sinyal yang dipancarkan oleh kumpulan satelit tersebut, alat navigasi akan melakukan perhitungan-perhitungan, dan hasil akhirnya adalah koordinat posisi alat tersebut. Makin banyak jumlah sinyal satelit yang diterima oleh sebuah alat, akan membuat alat tersebut menghitung koordinat posisinya dengan lebih tepat.




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.





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.
• Oleh itu karena diperlukan minimal pengukuran jarak ke empat satelit.


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.
• Ketelitian posisi yang diperoleh akan tergantung pada beberapa faktor yaitu metode penentuan posisi, geometri satelit, tingkat ketelitian data, dan metode pengolahan datanya.






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.
• 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.




Delay di ionosphere dan troposphere

Sinyal satelit terganggu saat melewati atmosfir bumi lapisan ini terdapat di permukaan bumi pada ketinggian 50 – 500 km. Partikel partikel yang terionisasi pada lapisan ini membuat pengaruh pada GPS sinyal sehingga mengakibatkan salah satu penyebab eror tertinggi dalam penentuan jarak dan lokasi pada ORARI Daerah Jakarta.






Signal Multipath

Terjadi ketika sinyal GPS dipantulkan oleh gedung tinggi atau permukaan padat seperti pegunungan sebelum sinyal mencapai receiver. Hal Ini menambah lama waktu perjalanan sinyal (timing), karena itu menyebabkan error pada perhitungan Receiver GPS.



Geometri Satelit

Ini merujuk pada posisi relatif satelit di suatu waktu tertentu. Geometri satelit ideal terjadi ketika satelit berada di sudut yang lebar relatif terhadap satelite lainnya. Geometry yang buruk terjadi ketika satelit berada satu garis atau jarak yang terlalu dekat dengan yang lainnya mengakibatkan melesetnya perhitungan yang dilakukan receiver GPS.


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.




GPSy

• GPSy adalah suatu produk software untuk GPS.
• Rilisan terbaru hingga saat ini adalah versi GPSy X 3.40. Namun software ini hanya diperuntukkan bagi kalangan pengguna Macintosh.
• Software ini juga dapat dimanfaatkan untuk fasilitas pemetaan melalui GIS (tentunya juga hanya bagi pengguna Macintosh).


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.






Aplikasi-aplikasi Teknologi GPS

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.



















DEPARTEMEN PENDIDIKAN NASIONAL
UNIVERSITAS HASANUDDIN
FAKULTAS TEKNIK
JURUSAN TEKNIK GEOLOGI


TUGAS GEOKOMPUTASI




GPS (Global Positioning System )





















NAMA : ALFONSUS I S S
NO. MHS : D611 08 289














MAKASSAR
2010

No comments: