Sejarah A-GPSAmerika Serikat merupakan negara pencetus dan pemrakarsa GPS. Pada dasarnya, bentuk sistem teknologi GPS sama dengan sistem navigasi radio pangkalan pusat, seperti LORAN dan Decca Navigator yang dikembangkan pada tahun 1940-an dan digunakan selama Perang Dunia II. Inspirasi pembuatan sistem GPS sebenarnya datang dari Uni Soviet yang pada saat itu, tahun 1957, meluncurkan satelit pertama mereka, Sputnik.
Sebuah tim ilmuwan AS yang dipimpin oleh Dr. Richard B. Kershner saat itu memonitor transmisi radio Sputnik. Mereka menemukan bahwa Efek Doppler berpengaruh pada transmisi radio, di mana sinyal frekuensi yang ditransmisi Sputnik sangat tinggi saat baru diluncurkan dan semakin rendah seiring dengan satelit menjauhi bumi. Mereka menyadari bahwa dengan mengetahui letak bujur lokasi mereka dengan tepat di peta dunia, mereka mampu melacak posisi satelit tersebut mengorbit berdasarkan tolak ukur penyimpangan Efek Doppler.
Transit, satelit sistem navigasi pertama yang digunakan oleh Angkatan Laut AS sukses diujicobakan pertama kali pada tahun 1960. Sistem yang menggunakan kumpulan dari lima satelit ini mampu menentukan posisi sekali tiap jamnya. Pada tahun 1967, AL AS mengembangkan satelit Timation yang membuktikan kemampuannya dengan menetapkan waktu yang akurat di angkasa, merupakan teknologi acuan sistem GPS. Tahun 1970-an, Sistem Navigasi Omega pangkalan pusat, berdasarkan pembandingan fase sinyal, menjadi sistem navigasi radio pertama yang meliputi seluruh dunia.
Satelit percobaan pertama Block-I GPS diluncurkan pada Februari 1978. Satelit-satelit GPS pertama kali dibuat oleh Rockwell International (sekarang merupakan bagian dari Boeing) dan sekarang dibuat oleh Lockheed Martin (IIR/IIR-M) dan Boeing (IIF).
Timeline:
* Pada tahun 1972, Holloman AFB AS melakukan perbandingan pengujian dua prototipe penerima GPS di atas White Sand Missile Range, menggunakan satelit tiruan pangkalan pusat.
* Tahun 1978, satelit percobaan pertama Block-I GPS diluncurkan.
* Tahun 1983, setelah pesawat interseptor Rusia menembak pesawat terbang sipil KAL 007 di wilayah udara terlarang Rusia, yang membunuh 269 orang dalam peristiwa tersebut, presiden AS Ronald Reagan mengumumkan bahwa sistem GPS akan dapat digunakan oleh rakyat sipil begitu sistem itu selesai dibuat.
* Tahun 1985, sepuluh satelit percobaan Block-I GPS tambahan diluncurkan untuk memvalidasi konsep tersebut.
* Pada 14 Februari 1989, satelit modern Block-II pertama diluncurkan.
* Tahun 1992, Space Wing kedua, yang pada dasarnya mengontrol sistem, di-nonaktifkan dan diganti dengan Space Wing ke-50.
* Pada Desember 1993 sistem GPS mampu beroperasi untuk pertama kalinya.
* Pada 17 Januari 1994, konstelasi komplit 24 satelit telah mengorbit.
* Kemampuan untuk beroperasi penuh dideklarasikan oleh NAVSTAR pada April 1995.
* Tahun 1996, menyadari pentingnya GPS bagi rakyat sipil, presiden AS Bill Clinton mengeluarkan kebijakan langsung yang menyatakan GPS sebagai dual-use system dan mendirikan Interagency GPS Executive Board untuk mengatur penggunaannya sebagai aset negara.
* Tahun 1998, Wakil Presiden AS Al Gore mengumumkan rencana untuk mengupgrade GPS dengan dua sinyal sipil untuk mempertinggi keakuratan dan keandalan pengguna, terutama dengan respek terhadap faktor keselamatan penerbangan.
* Pada 2 mei 2000, “Selective Availability” tidak dilanjutkan sebagai hasil dari Peraturan Pemerintah tahun 1996, memungkinkan pengguna untuk menerima sinyal tidak bertingkat secara global.
* Tahun 2004, pemerintah AS menandatangani sebuah perjanjian bersejarah dengan Komunitas Eropa membangun kerjasama dalam bidang GPS dan rencana sistem Galileo Eropa.
* Tahun 2004, presiden AS George W. Bush memperbaharui kebijakan nasional, menggantikan lembaga eksekutif dengan National Space-Based Positioning, Navigation, and Timing Executive Committee.
* November 2004, QUALCOMM mengumumkan keberhasilan menguji aplikasi bantuan sistem GPS pada telepon genggam.
* 2005, satlelit GPS pertama yang dimodernisasi diluncurkan dan mulai mentransmisikan sinyal sipil kedua (L2C) untuk meningkatkan manfaatnya bagi pengguna.
* Peluncuran terbaru pada 17 Oktober 2007. Satelit GPS tertua yang masih beroperasi diluncurkan pada 4 Juli 1991 dan mulai dioperasikan pada 30 Agustus 1991.
* 14 September 2007, peraturan tentang Sistem Pengendalian Segmen Pusat yang telah usang digantikan dengan Rencana Evolusi Arsitektur yang baru.
KEGUNAAN GPS
· Militer
GPS digunakan untuk keperluan perang, seperti menuntun arah bom, atau mengetahui posisi pasukan berada. Dengan cara ini maka kita bisa mengetahui mana teman, mana lawan untuk menghindari salah target ataupun menentukan pergerakan pasukan.
· Navigasi
GPS banyak juga digunakan sebagai alat navigasi seperti kompas. Beberapa jenis kendaraan telah dilengkapi dengan GPS untuk alat bantu navigasi. Dengan menambahkan peta, maka bisa digunakan untuk memandu pengendara sehingga pengendara bisa mengetahui jalur mana yang sebaiknya dipilih untuk mencapai tujuan yang diinginkan.
· Sistem Informasi Geografis
Untuk keperluan Sistem Informasi Geografis, GPS sering juga diikutsertakan dalam pembuatan peta, seperti mengukur jarak perbatasan, ataupun sebagai referensi pengukuran.
· Pelacak kendaraan
Kegunaan lain GPS adalah sebagai pelacak kendaraan. Dengan bantuan GPS, pemilik kendaraan/pengelola armada bisa mengetahui ada di mana saja kendaraannya/aset bergeraknya berada saat ini.
· Pemantau Gempa
Bahkan saat ini, GPS dengan ketelitian tinggi bisa digunakan untuk memantau pergerakan tanah, yang ordenya hanya milimeter dalam setahun. Pemantauan pergerakan tanah berguna untuk memperkirakan terjadinya gempa, baik pergerakan vulkanik ataupun tektonik.
· Navigasi Pesawat Terbang
Kebanyakan sistem penerbangan menggunakan alat GPS biasa dalam penerbangan, kecuali ketika mendarat dan lepas landas, sama seperti alat elektronik lain. Larangan penggunaan GPS disebabkan adanya isu keselamatan, yaitu tidak ingin penumpang memetakan posisinya. Sebaliknya, sebagian penerbangan juga memasukkan GPS ke dalam sistem hiburan penerbangan. Dengan pengamatan GPS, maka informasi posisi 3D, kecepatan dan percepatan pesawat terbang dapat ditentukan secara teliti. Di samping itu GPS juga dapat digunakan sebagai sistem navigasi pesawat terbang pada saat survey dengan metode real time DGPS (Differential Global Positioning System).
· Penangkapan Ikan di Perairan Luas
Trimble memperkenalkan penerima GPS pertama di dunia untuk navigasi laut pada tahun 1985. Dan seperti yang mungkin kita duga, menavigasikan perairan dunia menjadi lebih tepat daripada sebelumnya. Saat ini alat penerima Trimble dapat ditemukan di perahu-pearhu di seluruh dunia, mulai dari perahu nelayan, kapal kargo pengantar barang, sampai kapal-kapal pesiar mewah. Sebuah perusahaan penangkapan ikan asal Selandia Baru menggunakan GPS supaya mereka dapat kembali ke wilayah terbaik untuk menangkap ikan tanpa perlu tersesat sebelumnya.
CARA KERJA GPS
Perangkat GPS menerima sinyal dari satelit dan kemudian melakukan perhitungan sehingga pada tampilan umumnya kita dapat mengetahui posisi (dalam lintang dan bujur), kecepatan, dan waktu. Disamping itu juga informasi tambahan seperti jarak, dan waktu tempuh. Posisi yang ditampilkan merupakan sistem referensi geodetik WGS-84 dan waktu merupakan referensi USNO (U.S. Naval Observatory Time).
Ilmuwan mengembangkan suatu konfigurasi untuk sistem GPS yang dapat menjangkau secara global dengan menggunakan sedikitnya 21 satelit pada medium earth orbit (MEO).
· 21 satelit yang aktif dan 3 satelit cadangan.
· Enam bidang orbit. Ketinggian: 20,200 km. Period: 11 jam 58 menit. Kemiringan: 530
· Empat satelit per pesawat.
· Lima stasiun pengawasan
Pada awalnya, peneliti berpendapat bahwa sebuah konfigurasi garis edar bumi geostationary (GEO) berada pada 36,000 km. Namun hal ini dibantah karena pendapat tersebut berarti satelit-satelit akan memerlukan pemancar yang lebih kuat dan sarana peluncuran yang lebih tangguh. Selain itu, GEO akan memberikan jangkauan daerah kutub yang lemah. Bahkan konfigurasi test pendahuluan menunjukan bahwa pesawat – pesawat peluncur berada pada kemiringan 630. 24 satelit-satelit GPS yang baru berada pada konfigurasi Block II, dan telah diluncurkan antara tahun 1989 dan 1994.
Konfigurasi ini menunjukan bahwa enam pesawat berada pada kemiringan 550. Berada pada posisi garis bujur yang sama yaitu pada 600 garis bujur, kemiringan ini memberikan jangkauan global terbaik, termasuk daerah kutub. Satelit-satelit bahkan dibagi menjadi empat generasi: II, IIA, IIR dan IIF. Perbedaan-perbedaan yang utama ada pada ketelitian dan jumlah maksimum hari tanpa kontak dari stasiun pemantauan dan kendali.
Stasiun pengawasan mengirimkan data yang baru dan telah diperbaiki kepada masing-masing satelit setiap empat jam. Data ini mencakup koreksi terhadap waktu dan posisi yang tepat dari satelit tersebut dan satelit-satelit GPS lainnya yang berada di dalam orbit. Data terbaru mengenai posisi satelit dapat ditentukan dengan melakukan pengukuran GPS terhadap ground antenna di lokasi yang telah diketahui. Stasiun pengawasan ditempatkan di dekat garis katulistiwa untuk mengurangi efek ionospheric.
Konsep GPS
Hubungan mendasar antara satelit dan receiver digambarkan dalam lima langkah-langkah di bawah ini :
1. Receiver menerima sinyal dari satelit GPS.
2. Hal tersebut menentukan perbedaan antara waktu yang ada dengan waktu yang disampaikan melalui frekuensi yang ada.
3. Sinyal yang dikirimkan juga menghitung jarak satelit dari receiver, dengan memperhitungkan bahwa sinyal tersebut dikirim dengan kecepatan cahaya.
4. Receiver menerima sinyal dari dua satelit yang lain, dan kembali menghitung jarak dari mereka.
5. Dengan mengetahui jarak nya dari tiga lokasi yang berbeda, receiver mentrianggulir (triangulation) posisi nya.
GPS memiliki dua tingkat ketelitian:
* Sistem posisi standar (standard positioning system / SPS)
SPS merupakan yang disediakan untuk umum (sipil). Tingkat akurasi yang dihasilkan adalah 100 m untuk posisi horisontal dan 150 meter untuk posisi vertikal.
* Sistem posisi presisi (precision positioning system / PPS)
PPS digunakan oleh Departemen Pertahanan AS dan tidak disediakan untuk umum.
Penerima GPS menghitung posisinya dengan mengukur jarak antara posisinya dan tiga atau lebih satelit GPS lainnya. Masing-masing satelit memiliki jam atom dan secara berkesinambungan mengirimkan pesan-pesan yang memuat waktu dan lokasi yang tepat. Penerima menggunakan jamnya untuk menetapkan dengan seksama waktu penerimaan setiap pesan. Hal itu membuat jarak dengan setiap satelit sejak pergerakan sinyal bergerak dengan kecepatan mendekati kecepatan cahaya. Dengan mengetahui jaraknya dengan sedikitnya tiga satelit dan posisi satelit tersebut, penerima menghitung posisinya menggunakan trilaterasi. Kenyataannya, penerima-penerima tersebut biasanya tidak memiliki ketepatan waktu yang akurat, tetapi melacak empat satelit atau lebih sehingga memungkinkan mereka untuk menetapkan baik lokasi maupun waktu yang akurat.
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. Misalnya anda berada di suatu kota A (disini kota kita anggap sebagai titik), tetapi anda tidak mengetahui dimana anda berada. Untuk mengetahui keberadaan anda, anda bertanya kepada seseorang, dan orang tersebut menjawab bahwa anda 2 km dari kota B.
Jawaban ini tidak memuaskan anda karena anda tidak tahu apakah anda di sebelah selatan, utara, barat, atau timur kota B. Kemudian anda bertanya kepada orang ke-2 dan mendapat jawaban bahwa anda berada 5 km dari kota C. Dengan jawaban ini anda sudah dapat membayangkan dimana posisi anda, hanya ada kemungkinan 2 titik berbeda yang berpotongan antara lingkaran dengan radius kota A dengan kota B dan lingkaran dengan radius kota A dengan kota C. Untuk lebih memperjelas lagi anda mumerlukan orang ke-3, misalnya anda berada di 1 km dari kota D.
Dengan demikian anda mendapatkan perpotongan antara lingkaran dengan radius jarak kota A ke kota B, lingkaran antara kota A dan kota C, dan lingkaran antara kota A dan kota D. Dalam GPS kota A adalah alat penerima GPS, kota B, C, dan D adalah Satelit. Beberapa fungsi dari GPS adalah : 1. Untuk melakukan navigasi terhadap kapal laut dan pesawat terbang. 2. Untuk menentukan jarak-jarak tertentu 3. Untuk melakukan suatu penemuan di bidang geografi 4. dll.
0 komentar:
Posting Komentar