SlideShare a Scribd company logo
1 of 7
Download to read offline
TUGAS

  WIRELESS / MOBILE COMPUTING

    “GPS dan Cara Kerjanya”




               Oleh :

  Dicky Pahlawan (G1A008008)

       Dosen Pembimbing :

Funny Farady Coastera, S.Kom, M.T




PROGRAM STUDI TEKNIK INFORMATIKA

        FAKULTAS TEKNIK

     UNIVERSITAS BENGKULU

                2012

         GPS dan Cara Kerjanya
A. Pengertian GPS

                                                      Sistem Pemosisi Global atau Global Positioning
                                             System (GPS) adalah sistem untuk menentukan letak di
                                             permukaan      bumi     dengan     bantuan    penyelarasan
                                             (synchronization) 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 letak, kecepatan, arah, dan
                                             waktu. Sistem yang serupa dengan GPS antara lain GLONASS
                                             Rusia,   Galileo Uni    Eropa,   IRNSS   India. Sistem   ini
    dikembangkan oleh Departemen Pertahanan Amerika Serikat, dengan nama lengkapnya adalah
    NAVSTAR GPS dan kumpulan satelit ini diurus oleh 50th Space Wing, Angkatan Udara Amerika
    Serikat.
               Departemen Pertahanan AS yang mengoperasikan sistem GPS telah mengatur konfigurasi
    satelit sedemikian rupa, sehingga semua tempat di bumi dapat menerima sinyal dari 4 sampai 10
    satelit. Sebagai penunjuk waktu, masing-masing satelit dibekali dengan 4 buah jam atom yang dapat
    mengukur waktu dengan ketelitian sepersemilyar detik. Teknologi GPS sanggup menentukan lokasi
    manapun di muka bumi dengan kesalahan kurang dari 1 meter.
               Sistem pada GPS ini menggunakan sejumlah satelit yang berada di orbit bumi, yang
    memancarkan sinyalnya ke bumi dan ditangkap oleh sebuah alat penerima (receiver). Reciever
    akan menunjukkan lokasi dalam format koordinat, seperti pada peta biasa. Peta biasa selalu
    dilengkapi dengan garis-garis melintang dan membujur. Berdasarkan koordinat garis lintang dan
    garis bujur inilah kita menentukan letak suatu tempat. GPS juga memiliki koordinat serupa yang
    disebut waypoint.


        B. Bagian – Bagian Sistem Kerja GPS

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




2

                                                 1. Bagian Kontrol



    Dicky Pahlawan | G1A008008
Bagian ini bertugas untuk mengontrol. Setiap satelit dapat berada sedikit diluar
          orbit, sehingga bagian ini melacak orbit satelit, lokasi, ketinggian, dan kecepatan. Sinyal-
          sinyal dari 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.
                                                           Kumpulan       satelit-satelit   ini   diatur
                                                           sedemikian rupa sehingga alat navigasi
                                                           setiap saat dapat menerima paling sedikit
                                                           sinyal dari empat buah satelit. Sinyal satelit
                                                           ini dapat melewati awan, kaca, atau plastik,
                                                           tetapi tidak dapat melewati gedung atau
                                                           gunung. Satelit mempunyai jam atom, dan
           juga akan memancarkan informasi ‘waktu/jam’ ini. Data ini dipancarkan dengan kode
           ‘pseudo-random’.
                  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.
                  Kekuatan sinyal satelit juga akan membantu alat dalam penghitungan. Kekuatan
           sinyal ini lebih dipengaruhi oleh lokasi satelit, sebuah alat akan menerima sinyal lebih kuat
           dari satelit yang berada tepat diatasnya (bayangkan lokasi satelit seperti posisi matahari
           ketika jam 12 siang) dibandingkan dengan satelit yang berada di garis cakrawala
           (bayangkan lokasi satelit seperti posisi matahari terbenam/terbit).
                  Ada dua jenis gelombang yang saat ini dipakai untuk alat navigasi berbasis satelit
           pada umumnya, yang pertama lebih dikenal dengan sebutan L1 pada 1575.42 MHz. Sinyal
           L1 ini yang akan diterima oleh alat navigasi. Satelit juga mengeluarkan gelombang L2 pada
           frekuensi 1227.6 Mhz.
3

       3. Bagian Pengguna



    Dicky Pahlawan | G1A008008
Bagian ini terdiri dari alat navigasi yang
                                                     digunakan.     Satelit   akan      memancarkan    data
                                                     almanak dan ephemeris yang akan diterima oleh
                                                     alat navigasi secara teratur. Data almanak
                                                     berisikan perkiraan lokasi (approximate location)
                                                     satelit yang dipancarkan terus menerus oleh
                                                     satelit. 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.




       C. 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, dengan frekuensi L1(1,57542 GHz ). GPS transmisi Signal diperuntukan pengguna
           sipil dan L,2.(1227.60 MHz) US GPS transmisi Sinyal untuk keperluan militer dengan
           spesifikasi keakuratan serta Eror Correction lebih baik. 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 plastik 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. Kelebaran freqwensi (Bandwidth) yang dibutuhkan untuk
           mentransmisikan pseudo random code sekitar 1 MHz, sehingga transmisi sinyal GPS
4
           ditransmisikan pada gelombang 20 cm atau sekitar 1.2 -1.5 GHZ.

          1. Perhitungan Sinyal pseudo random code


    Dicky Pahlawan | G1A008008
a. Data ephemeris adalah data yang selalu dikirim satelit, berisi informasi penting
                 mengenai status satelit, data dan waktu terkini dari jam atom yang ada di satelit GPS,
                 Bagian inilah yang sangat penting untuk menentukan posisi.
              b. Data almanak memberitahu receiver di manakah orbit setiap satelit seharusnya
                 berada setiap waktu sepanjang hari.
          2. Faktor yang mengakibatkan error pada receiver sehingga menurunkan keakuratan
             informasi antara lain:
              a. 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 GPS Receiver.
                  Sedangangkan lapisan Troposphere berada ketinggian 50 Km kebawah sampai
                  dengan permukaan bumi yang selalu mengalami perubahan temperature tekanan
                  awan ,debu, hanya relatif sedikit sebagai mengganggu sinyal transmisi dari Satelit
                  GPS yang menjadi penyebab eror atau kesalahan perhitungan dari GPS Receiver.

              b. 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.

              c. Error pada Clock di Receiver.
                          Built-in Clock di receiver tidak seakurat atomic clock yang ada di satelit GPS.
                  Maka dari itu, akan mudah terjadi error dalam penentuan waktu.

              d. Orbital (ephemeris) Error.
                          Hal ini terjadi akibat ketidakakuratan laporan lokasi satelit.-Jumlah satelit
                  terlihat: Semakin banyak satelit yang bisa Acess oleh receiver, semakin akurat
                  informasi yang didapat. Bangunan, kontur bumi, interferensi peralatan elektronika
                  atau bahkan rimbun dedaunan, dapat mengganggu penerimaan sinyal yang
                  menyebabkan kesalahan posisi. Receiver biasanya tidak bisa bekerja di dalam
                  ruangan, di dalam air atau di bawah tanah.

              e. Geometri Satelit
5
                          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

    Dicky Pahlawan | G1A008008
terlalu dekat dengan yang lainnya mengakibatkan melesetnya perhitungan yang
                    dilakukan receiver GPS




       D. Akurasi dan Hambatan
                    Akurasi atau ketepatan perlu mendapat perhatian bagi penentuan koordinat sebuah
           titik/lokasi. Koordinat posisi ini akan selalu mempunyai 'faktor kesalahan', yang lebih
           dikenal dengan 'tingkat akurasi'. Misalnya, alat tersebut menunjukkan sebuah titik
           koordinat dengan akurasi 3 meter, artinya posisi sebenarnya bisa berada dimana saja dalam
           radius 3 meter dari titik koordinat (lokasi) tersebut. Makin kecil angka akurasi (artinya
           akurasi makin tinggi), maka posisi alat akan menjadi semakin tepat. Harga alat juga akan
           meningkat seiring dengan kenaikan tingkat akurasi yang bisa dicapainya.




                    Karena alat navigasi ini bergantung penuh pada satelit, maka sinyal satelit menjadi
           sangat penting. Alat navigasi berbasis satelit ini tidak dapat bekerja maksimal ketika ada
           gangguan pada sinyal satelit. Ada banyak hal yang dapat mengurangi kekuatan sinyal satelit:
           a. Kondisi geografis, seperti yang diterangkan diatas. Selama kita masih dapat melihat
                 langit yang cukup luas, alat ini masih dapat berfungsi.
           b. Hutan. Makin lebat hutannya, maka makin berkurang sinyal yang dapat diterima.
           c. Air. Jangan berharap dapat menggunakan alat ini ketika menyelam.
           d. Kaca film mobil, terutama yang mengandung metal.
           e. Alat-alat elektronik yang dapat mengeluarkan gelombang elektromagnetik.
           f.    Gedung-gedung. Tidak hanya ketika di dalam gedung, berada di antara 2 buah gedung
                 tinggi juga akan menyebabkan efek seperti berada di dalam lembah.
           g. Sinyal yang memantul, misal bila berada di antara gedung-gedung tinggi, dapat
                 mengacaukan perhitungan alat navigasi sehingga alat navigasi dapat menunjukkan
                 posisi yang salah atau tidak akurat.
       E. Kegunaan
6
          1. Bidang Militer
                    GPS digunakan untuk keperluan perang, seperti menuntun arah bom, atau
                mengetahui posisi pasukan berada. Dengan cara ini maka kita bisa mengetahui mana

    Dicky Pahlawan | G1A008008
teman mana lawan untuk menghindari salah target, ataupun menetukan pergerakan
             pasukan.
          2. Navigasi
                  GPS banyak juga digunakan sebagai alat navigasi seperti kompas. Beberapa jenis
             kendaraan telah dilengkapi dengan GPS untuk alat bantu nivigasi, dengan menambahkan
             peta, maka bisa digunakan untuk memandu pengendara, sehingga pengendara bisa
             mengetahui jalur mana yang sebaiknya dipilih untuk mencapai tujuan yang diinginkan.
          3. Sistem Informasi Geografis
                  Untuk keperluan Sistem Informasi Geografis, GPS sering juga diikutsertakan dalam
             pembuatan peta, seperti mengukur jarak perbatasan, ataupun sebagai referensi
             pengukuran.
          4. Sistem pelacakan kendaraan
                  Kegunaan lain GPS adalah sebagai pelacak kendaraan, dengan bamtuan GPS pemilik
             kendaraan/pengelola armada bisa mengetahui ada dimana saja kendaraannya/aset
             bergeraknya berada saat ini.
          5. Pemantau gempa
                  Bahkan saat ini, GPS dengan ketelitian tinggi bisa digunakan untuk memantau
             pergerakan tanah, yang ordenya hanya mm dalam setahun. Pemantauan pergerakan
             tanah berguna untuk memperkirakan terjadinya gempa, baik pergerakan vulkanik
             ataupun tektonik




7




    Dicky Pahlawan | G1A008008

More Related Content

What's hot

What's hot (20)

Gps
GpsGps
Gps
 
Ihtisar GPS (Global Positioning System)
Ihtisar GPS (Global Positioning System)Ihtisar GPS (Global Positioning System)
Ihtisar GPS (Global Positioning System)
 
Makalah geosat vlbi
Makalah geosat vlbiMakalah geosat vlbi
Makalah geosat vlbi
 
inderaja 1Satelit pengamat kelautan (k.7) Syanti,Fahmi,Oka
inderaja 1Satelit pengamat kelautan (k.7) Syanti,Fahmi,Okainderaja 1Satelit pengamat kelautan (k.7) Syanti,Fahmi,Oka
inderaja 1Satelit pengamat kelautan (k.7) Syanti,Fahmi,Oka
 
1066 2029-1-sp
1066 2029-1-sp1066 2029-1-sp
1066 2029-1-sp
 
Bab 22-sistem-navigasi
Bab 22-sistem-navigasiBab 22-sistem-navigasi
Bab 22-sistem-navigasi
 
Teknologi lidar dan aplikasinya
Teknologi lidar dan aplikasinyaTeknologi lidar dan aplikasinya
Teknologi lidar dan aplikasinya
 
Penginderaan jauh erna
Penginderaan jauh ernaPenginderaan jauh erna
Penginderaan jauh erna
 
geodesi satelit survey
geodesi satelit surveygeodesi satelit survey
geodesi satelit survey
 
Satelit ERS sebagai Contoh dari Sensor Aktif
Satelit ERS sebagai Contoh dari Sensor AktifSatelit ERS sebagai Contoh dari Sensor Aktif
Satelit ERS sebagai Contoh dari Sensor Aktif
 
Global positioning system
Global  positioning systemGlobal  positioning system
Global positioning system
 
Pengenalan alat gps
Pengenalan alat gpsPengenalan alat gps
Pengenalan alat gps
 
Penginderaan jauh
Penginderaan jauhPenginderaan jauh
Penginderaan jauh
 
Citra Landsat 8
Citra Landsat 8Citra Landsat 8
Citra Landsat 8
 
Pemanfaatan INDRAJA (Pengindraan jauh)
Pemanfaatan INDRAJA (Pengindraan jauh)Pemanfaatan INDRAJA (Pengindraan jauh)
Pemanfaatan INDRAJA (Pengindraan jauh)
 
pengenalan GPS
pengenalan GPSpengenalan GPS
pengenalan GPS
 
Penginderaan jauh
Penginderaan jauhPenginderaan jauh
Penginderaan jauh
 
geometeri
geometerigeometeri
geometeri
 
PENGINDERAAN JAUH UNTUK TATA GUNA LAHAN DAN TRANSPORTASI
PENGINDERAAN JAUH UNTUK TATA GUNA LAHAN DAN TRANSPORTASIPENGINDERAAN JAUH UNTUK TATA GUNA LAHAN DAN TRANSPORTASI
PENGINDERAAN JAUH UNTUK TATA GUNA LAHAN DAN TRANSPORTASI
 
Prinsip gps dan navigasi
Prinsip gps dan navigasiPrinsip gps dan navigasi
Prinsip gps dan navigasi
 

Similar to Gps dan cara kerjanya

PPT GPS dan GNSS.pptx
PPT GPS dan GNSS.pptxPPT GPS dan GNSS.pptx
PPT GPS dan GNSS.pptxDaudWahyu
 
Kelompok 1.pptx
Kelompok 1.pptxKelompok 1.pptx
Kelompok 1.pptxAthThariq3
 
Global Positioning System
Global Positioning SystemGlobal Positioning System
Global Positioning SystemLaili Aidi
 
Penginderaan_Jauh_pptx.pptx
Penginderaan_Jauh_pptx.pptxPenginderaan_Jauh_pptx.pptx
Penginderaan_Jauh_pptx.pptxMelisaRonaFitri
 
Penginderaan_Jauh_pptx.pptx
Penginderaan_Jauh_pptx.pptxPenginderaan_Jauh_pptx.pptx
Penginderaan_Jauh_pptx.pptxSyamsulAmrie1
 
TRACKING JALUR EVAKUASI TSUNAMI KOTA PADANG SEKTOR B
TRACKING JALUR EVAKUASI TSUNAMI KOTA PADANG SEKTOR BTRACKING JALUR EVAKUASI TSUNAMI KOTA PADANG SEKTOR B
TRACKING JALUR EVAKUASI TSUNAMI KOTA PADANG SEKTOR Boriza steva andra
 
LASER SCANNING, SATELIT IFSAR, SATELIT RESOLUSI TINGGI, SENSOR CCD
LASER SCANNING, SATELIT IFSAR, SATELIT RESOLUSI TINGGI, SENSOR CCDLASER SCANNING, SATELIT IFSAR, SATELIT RESOLUSI TINGGI, SENSOR CCD
LASER SCANNING, SATELIT IFSAR, SATELIT RESOLUSI TINGGI, SENSOR CCDNational Cheng Kung University
 
Komunikasi satelit
Komunikasi satelitKomunikasi satelit
Komunikasi satelitfachrielamir
 
Interpretasi Citra Untuk Pemetaan Penggunaan lahan
Interpretasi Citra Untuk Pemetaan Penggunaan lahanInterpretasi Citra Untuk Pemetaan Penggunaan lahan
Interpretasi Citra Untuk Pemetaan Penggunaan lahanbramantiyo marjuki
 
Sig part-4
Sig part-4Sig part-4
Sig part-4hedi0001
 
Ringkasan spesifikasi satelit
Ringkasan spesifikasi satelitRingkasan spesifikasi satelit
Ringkasan spesifikasi satelitRetno Pratiwi
 
VER 0.1. RADAR DAN APLIKASINYA DALAM BIDANG HUTAN.pptx
VER 0.1. RADAR DAN APLIKASINYA DALAM BIDANG HUTAN.pptxVER 0.1. RADAR DAN APLIKASINYA DALAM BIDANG HUTAN.pptx
VER 0.1. RADAR DAN APLIKASINYA DALAM BIDANG HUTAN.pptxChairulSoleh3
 
RADAR - Elektronika Komunikasi
RADAR - Elektronika KomunikasiRADAR - Elektronika Komunikasi
RADAR - Elektronika Komunikasiuswatun khasanah
 

Similar to Gps dan cara kerjanya (20)

PPT GPS dan GNSS.pptx
PPT GPS dan GNSS.pptxPPT GPS dan GNSS.pptx
PPT GPS dan GNSS.pptx
 
Kelompok 1.pptx
Kelompok 1.pptxKelompok 1.pptx
Kelompok 1.pptx
 
Global Positioning System
Global Positioning SystemGlobal Positioning System
Global Positioning System
 
Apa dan Bagaimana GPS
Apa dan Bagaimana GPSApa dan Bagaimana GPS
Apa dan Bagaimana GPS
 
Penginderaan_Jauh_pptx.pptx
Penginderaan_Jauh_pptx.pptxPenginderaan_Jauh_pptx.pptx
Penginderaan_Jauh_pptx.pptx
 
Penginderaan_Jauh_pptx.pptx
Penginderaan_Jauh_pptx.pptxPenginderaan_Jauh_pptx.pptx
Penginderaan_Jauh_pptx.pptx
 
TRACKING JALUR EVAKUASI TSUNAMI KOTA PADANG SEKTOR B
TRACKING JALUR EVAKUASI TSUNAMI KOTA PADANG SEKTOR BTRACKING JALUR EVAKUASI TSUNAMI KOTA PADANG SEKTOR B
TRACKING JALUR EVAKUASI TSUNAMI KOTA PADANG SEKTOR B
 
1649 1615-1-sm
1649 1615-1-sm1649 1615-1-sm
1649 1615-1-sm
 
LASER SCANNING, SATELIT IFSAR, SATELIT RESOLUSI TINGGI, SENSOR CCD
LASER SCANNING, SATELIT IFSAR, SATELIT RESOLUSI TINGGI, SENSOR CCDLASER SCANNING, SATELIT IFSAR, SATELIT RESOLUSI TINGGI, SENSOR CCD
LASER SCANNING, SATELIT IFSAR, SATELIT RESOLUSI TINGGI, SENSOR CCD
 
Satelit
SatelitSatelit
Satelit
 
Pengindraan Jauh
Pengindraan JauhPengindraan Jauh
Pengindraan Jauh
 
Komunikasi satelit
Komunikasi satelitKomunikasi satelit
Komunikasi satelit
 
Interpretasi Citra Untuk Pemetaan Penggunaan lahan
Interpretasi Citra Untuk Pemetaan Penggunaan lahanInterpretasi Citra Untuk Pemetaan Penggunaan lahan
Interpretasi Citra Untuk Pemetaan Penggunaan lahan
 
Sig part-4
Sig part-4Sig part-4
Sig part-4
 
118 343-3-pb
118 343-3-pb118 343-3-pb
118 343-3-pb
 
Jenis
JenisJenis
Jenis
 
Ringkasan spesifikasi satelit
Ringkasan spesifikasi satelitRingkasan spesifikasi satelit
Ringkasan spesifikasi satelit
 
VER 0.1. RADAR DAN APLIKASINYA DALAM BIDANG HUTAN.pptx
VER 0.1. RADAR DAN APLIKASINYA DALAM BIDANG HUTAN.pptxVER 0.1. RADAR DAN APLIKASINYA DALAM BIDANG HUTAN.pptx
VER 0.1. RADAR DAN APLIKASINYA DALAM BIDANG HUTAN.pptx
 
RADAR - Elektronika Komunikasi
RADAR - Elektronika KomunikasiRADAR - Elektronika Komunikasi
RADAR - Elektronika Komunikasi
 
Satellite communications
Satellite communicationsSatellite communications
Satellite communications
 

Gps dan cara kerjanya

  • 1. TUGAS WIRELESS / MOBILE COMPUTING “GPS dan Cara Kerjanya” Oleh : Dicky Pahlawan (G1A008008) Dosen Pembimbing : Funny Farady Coastera, S.Kom, M.T PROGRAM STUDI TEKNIK INFORMATIKA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS BENGKULU 2012 GPS dan Cara Kerjanya
  • 2. A. Pengertian GPS Sistem Pemosisi Global atau Global Positioning System (GPS) adalah sistem untuk menentukan letak di permukaan bumi dengan bantuan penyelarasan (synchronization) 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 letak, kecepatan, arah, dan waktu. Sistem yang serupa dengan GPS antara lain GLONASS Rusia, Galileo Uni Eropa, IRNSS India. Sistem ini dikembangkan oleh Departemen Pertahanan Amerika Serikat, dengan nama lengkapnya adalah NAVSTAR GPS dan kumpulan satelit ini diurus oleh 50th Space Wing, Angkatan Udara Amerika Serikat. Departemen Pertahanan AS yang mengoperasikan sistem GPS telah mengatur konfigurasi satelit sedemikian rupa, sehingga semua tempat di bumi dapat menerima sinyal dari 4 sampai 10 satelit. Sebagai penunjuk waktu, masing-masing satelit dibekali dengan 4 buah jam atom yang dapat mengukur waktu dengan ketelitian sepersemilyar detik. Teknologi GPS sanggup menentukan lokasi manapun di muka bumi dengan kesalahan kurang dari 1 meter. Sistem pada GPS ini menggunakan sejumlah satelit yang berada di orbit bumi, yang memancarkan sinyalnya ke bumi dan ditangkap oleh sebuah alat penerima (receiver). Reciever akan menunjukkan lokasi dalam format koordinat, seperti pada peta biasa. Peta biasa selalu dilengkapi dengan garis-garis melintang dan membujur. Berdasarkan koordinat garis lintang dan garis bujur inilah kita menentukan letak suatu tempat. GPS juga memiliki koordinat serupa yang disebut waypoint. B. Bagian – Bagian Sistem Kerja GPS Ada tiga bagian penting dari sistim ini, yaitu bagian kontrol, bagian angkasa, dan bagian pengguna. 2 1. Bagian Kontrol Dicky Pahlawan | G1A008008
  • 3. Bagian ini bertugas untuk mengontrol. Setiap satelit dapat berada sedikit diluar orbit, sehingga bagian ini melacak orbit satelit, lokasi, ketinggian, dan kecepatan. Sinyal- sinyal dari 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. Kumpulan satelit-satelit ini diatur sedemikian rupa sehingga alat navigasi setiap saat dapat menerima paling sedikit sinyal dari empat buah satelit. Sinyal satelit ini dapat melewati awan, kaca, atau plastik, tetapi tidak dapat melewati gedung atau gunung. Satelit mempunyai jam atom, dan juga akan memancarkan informasi ‘waktu/jam’ ini. Data ini dipancarkan dengan kode ‘pseudo-random’. 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. Kekuatan sinyal satelit juga akan membantu alat dalam penghitungan. Kekuatan sinyal ini lebih dipengaruhi oleh lokasi satelit, sebuah alat akan menerima sinyal lebih kuat dari satelit yang berada tepat diatasnya (bayangkan lokasi satelit seperti posisi matahari ketika jam 12 siang) dibandingkan dengan satelit yang berada di garis cakrawala (bayangkan lokasi satelit seperti posisi matahari terbenam/terbit). Ada dua jenis gelombang yang saat ini dipakai untuk alat navigasi berbasis satelit pada umumnya, yang pertama lebih dikenal dengan sebutan L1 pada 1575.42 MHz. Sinyal L1 ini yang akan diterima oleh alat navigasi. Satelit juga mengeluarkan gelombang L2 pada frekuensi 1227.6 Mhz. 3 3. Bagian Pengguna Dicky Pahlawan | G1A008008
  • 4. Bagian ini terdiri dari alat navigasi yang digunakan. Satelit akan memancarkan data almanak dan ephemeris yang akan diterima oleh alat navigasi secara teratur. Data almanak berisikan perkiraan lokasi (approximate location) satelit yang dipancarkan terus menerus oleh satelit. 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. C. 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, dengan frekuensi L1(1,57542 GHz ). GPS transmisi Signal diperuntukan pengguna sipil dan L,2.(1227.60 MHz) US GPS transmisi Sinyal untuk keperluan militer dengan spesifikasi keakuratan serta Eror Correction lebih baik. 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 plastik 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. Kelebaran freqwensi (Bandwidth) yang dibutuhkan untuk mentransmisikan pseudo random code sekitar 1 MHz, sehingga transmisi sinyal GPS 4 ditransmisikan pada gelombang 20 cm atau sekitar 1.2 -1.5 GHZ. 1. Perhitungan Sinyal pseudo random code Dicky Pahlawan | G1A008008
  • 5. a. Data ephemeris adalah data yang selalu dikirim satelit, berisi informasi penting mengenai status satelit, data dan waktu terkini dari jam atom yang ada di satelit GPS, Bagian inilah yang sangat penting untuk menentukan posisi. b. Data almanak memberitahu receiver di manakah orbit setiap satelit seharusnya berada setiap waktu sepanjang hari. 2. Faktor yang mengakibatkan error pada receiver sehingga menurunkan keakuratan informasi antara lain: a. 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 GPS Receiver. Sedangangkan lapisan Troposphere berada ketinggian 50 Km kebawah sampai dengan permukaan bumi yang selalu mengalami perubahan temperature tekanan awan ,debu, hanya relatif sedikit sebagai mengganggu sinyal transmisi dari Satelit GPS yang menjadi penyebab eror atau kesalahan perhitungan dari GPS Receiver. b. 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. c. Error pada Clock di Receiver. Built-in Clock di receiver tidak seakurat atomic clock yang ada di satelit GPS. Maka dari itu, akan mudah terjadi error dalam penentuan waktu. d. Orbital (ephemeris) Error. Hal ini terjadi akibat ketidakakuratan laporan lokasi satelit.-Jumlah satelit terlihat: Semakin banyak satelit yang bisa Acess oleh receiver, semakin akurat informasi yang didapat. Bangunan, kontur bumi, interferensi peralatan elektronika atau bahkan rimbun dedaunan, dapat mengganggu penerimaan sinyal yang menyebabkan kesalahan posisi. Receiver biasanya tidak bisa bekerja di dalam ruangan, di dalam air atau di bawah tanah. e. Geometri Satelit 5 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 Dicky Pahlawan | G1A008008
  • 6. terlalu dekat dengan yang lainnya mengakibatkan melesetnya perhitungan yang dilakukan receiver GPS D. Akurasi dan Hambatan Akurasi atau ketepatan perlu mendapat perhatian bagi penentuan koordinat sebuah titik/lokasi. Koordinat posisi ini akan selalu mempunyai 'faktor kesalahan', yang lebih dikenal dengan 'tingkat akurasi'. Misalnya, alat tersebut menunjukkan sebuah titik koordinat dengan akurasi 3 meter, artinya posisi sebenarnya bisa berada dimana saja dalam radius 3 meter dari titik koordinat (lokasi) tersebut. Makin kecil angka akurasi (artinya akurasi makin tinggi), maka posisi alat akan menjadi semakin tepat. Harga alat juga akan meningkat seiring dengan kenaikan tingkat akurasi yang bisa dicapainya. Karena alat navigasi ini bergantung penuh pada satelit, maka sinyal satelit menjadi sangat penting. Alat navigasi berbasis satelit ini tidak dapat bekerja maksimal ketika ada gangguan pada sinyal satelit. Ada banyak hal yang dapat mengurangi kekuatan sinyal satelit: a. Kondisi geografis, seperti yang diterangkan diatas. Selama kita masih dapat melihat langit yang cukup luas, alat ini masih dapat berfungsi. b. Hutan. Makin lebat hutannya, maka makin berkurang sinyal yang dapat diterima. c. Air. Jangan berharap dapat menggunakan alat ini ketika menyelam. d. Kaca film mobil, terutama yang mengandung metal. e. Alat-alat elektronik yang dapat mengeluarkan gelombang elektromagnetik. f. Gedung-gedung. Tidak hanya ketika di dalam gedung, berada di antara 2 buah gedung tinggi juga akan menyebabkan efek seperti berada di dalam lembah. g. Sinyal yang memantul, misal bila berada di antara gedung-gedung tinggi, dapat mengacaukan perhitungan alat navigasi sehingga alat navigasi dapat menunjukkan posisi yang salah atau tidak akurat. E. Kegunaan 6 1. Bidang Militer GPS digunakan untuk keperluan perang, seperti menuntun arah bom, atau mengetahui posisi pasukan berada. Dengan cara ini maka kita bisa mengetahui mana Dicky Pahlawan | G1A008008
  • 7. teman mana lawan untuk menghindari salah target, ataupun menetukan pergerakan pasukan. 2. Navigasi GPS banyak juga digunakan sebagai alat navigasi seperti kompas. Beberapa jenis kendaraan telah dilengkapi dengan GPS untuk alat bantu nivigasi, dengan menambahkan peta, maka bisa digunakan untuk memandu pengendara, sehingga pengendara bisa mengetahui jalur mana yang sebaiknya dipilih untuk mencapai tujuan yang diinginkan. 3. Sistem Informasi Geografis Untuk keperluan Sistem Informasi Geografis, GPS sering juga diikutsertakan dalam pembuatan peta, seperti mengukur jarak perbatasan, ataupun sebagai referensi pengukuran. 4. Sistem pelacakan kendaraan Kegunaan lain GPS adalah sebagai pelacak kendaraan, dengan bamtuan GPS pemilik kendaraan/pengelola armada bisa mengetahui ada dimana saja kendaraannya/aset bergeraknya berada saat ini. 5. Pemantau gempa Bahkan saat ini, GPS dengan ketelitian tinggi bisa digunakan untuk memantau pergerakan tanah, yang ordenya hanya mm dalam setahun. Pemantauan pergerakan tanah berguna untuk memperkirakan terjadinya gempa, baik pergerakan vulkanik ataupun tektonik 7 Dicky Pahlawan | G1A008008