Global Positioning System - GPS

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 dikembangkan oleh Departemen Pertahanan Amerika Serikat, dengan nama lengkapnya adalah NAVSTAR GPS (kesalahan umum adalah bahwa NAVSTAR adalah sebuah singkatan, ini adalah salah, NAVSTAR adalah nama yang diberikan oleh John Walsh, seorang penentu kebijakan penting dalam program GPS).^[1] Kumpulan satelit ini diurus oleh 50th Space Wing Angkatan Udara Amerika Serikat. Biaya perawatan sistem ini sekitar US$750 juta per tahun, termasuk penggantian satelit lama, serta riset dan pengembangan.

GPS Tracker atau sering disebut dengan GPS Tracking adalah teknologi AVL (Automated Vehicle Locater) yang memungkinkan pengguna untuk melacak posisi kendaraan, armada ataupun mobil dalam keadaan Real-Time. GPS Tracking memanfaatkan kombinasi teknologi GSM dan GPS untuk menentukan koordinat sebuah obyek, lalu menerjemahkannya dalam bentuk peta digital.

Cara Kerja

Sistim ini menggunakan sejumlah satelit yang berada di orbit bumi, yang memancarkan sinyalnya ke bumi dan ditangkap oleh sebuah alat penerima. Ada tiga bagian penting dari sistim ini, yaitu bagian kontrol, bagian angkasa, dan bagian pengguna.

• Bagian Kontrol
  Seperti namanya, bagian ini untuk mengontrol. 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.
• 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. Gelombang L2 ini digunakan untuk tujuan militer dan bukan untuk umum.
• Bagian Pengguna
  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.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:
  • Kondisi geografis, seperti yang diterangkan diatas. Selama kita masih dapat melihat langit yang cukup luas, alat ini masih dapat berfungsi.
  • Hutan. Makin lebat hutannya, maka makin berkurang sinyal yang dapat diterima.
  • Air. Jangan berharap dapat menggunakan alat ini ketika menyelam.
  • Kaca film mobil, terutama yang mengandung metal.
  • Alat-alat elektronik yang dapat mengeluarkan gelombang elektromagnetik.
  • Gedung-gedung. Tidak hanya ketika didalam gedung, berada diantara 2 buah gedung tinggi juga akan menyebabkan efek seperti berada di dalam lembah.
  • Sinyal yang memantul, misal bila berada diantara gedung-gedung tinggi, dapat mengacaukan perhitungan alat navigasi sehingga alat navigasi dapat menunjukkan posisi yang salah atau tidak akurat.

Beberapa pengertian istilah

• 
  
  Cold & Warm start
  Pada detail spesifikasi alat navigasi, biasanya tertulis waktu yang diperlukan untuk cold dan warm start. Ketika alat navigasi dimatikan, alat tersebut masih menyimpan data-data satelit yang ‘terkunci’ sebelumnya. Salah satu data yang tersimpan adalah data ephemeris, dan data ini masih valid untuk sekitar 4-6 jam (untuk lebih mudah, pakai acuan waktu 4 jam saja). Ketika dinyalakan kembali, maka alat navigasi tersebut akan mencari satelit berdasarkan data simpanan. Bila data yang tersimpan masih dalam kurun waktu tersebut, maka datadata tersebut masih bisa dipakai oleh alat navigasi untuk mengunci satelit, dan menyebabkan alat navigasi lebih cepat ‘mengunci’ satelit. Inilah yang disebut “Warm start”. Ketika data yang tersimpan sudah kadaluwarsa, artinya melebihi kurun waktu diatas, maka alat navigasi tidak dapat memakainya. Sehingga alat navigasi harus memulai seluruh proses dari awal, dan menyebabkan waktu yang diperlukan menjadi lebih lama lagi. Inilah yang disebut “Cold start”. Seluruh proses ini hanya berlangsung dalam beberapa menit saja.
• 
  
  Waterproof IPX7
  Standard ini dibuat oleh IEC (International Electrotechnical Commission), angka pertama menjelaskan testing ketahanan alat terhadap benda padat, dan angka kedua menjelaskan ketahanan terhadap benda cair (air). Bila alat hanya diuji terhadap salah satu kondisi (benda padat atau benda cair), maka huruf ‘X’ ditempatkan pada angka pertama atau kedua.
  IP X7 artinya: X menunjukkan alat tersebut tidak diuji terhadap benda padat, sedangkan angka 7 berarti dapat direndam dalam air dengan kedalaman 15 cm – 1 meter (pada situs garmin ditambahkan: selama 30 menit). Keterangan lengkap dapat dilihat pada alamat: http://www.iec.ch.
• 
  
  RoHS version
  Pada buku manual alat navigasi berbasis satelit, mungkin akan ditemukan spesifikasi ini. Ini adalah ketentuan yang dibuat oleh Uni Eropa mengenai batasan penggunaan enam jenis bahan yang berbahaya pada alat elektronik yang diproduksi setelah 1 Juli 2006. RoHS adalah singkatan dari Restriction of use of certain Hazardous Substances. Enam jenis bahan yang dibatasi adalah Cadmium (Cd), Air raksa/mercury (Hg), hexavalent chromium (Cr (VI)), polybrominated biphenyls (PBBs) and polybrominated diphenyl ethers (PBDEs) dan timbal/lead (Pb). Semua jenis bahan ini dapat mengganggu kesehatan manusia, termasuk limbah alat elektronik yang kita pakai.
• 
  
  Proposition 65
  Ini adalah sebuah ketentuan yang dibuat oleh pemerintah negara bagian Kalifornia, Amerika Serikat. Ketentuan ini bertujuan untuk melindungi penduduk kalifornia dan sumber air minum dari pencemaran bahan berbahaya. Berdasarkan ketentuan ini, setiap pabrik wajib mencantumkan peringatan pada produknya, sehingga pengguna dapat membuat keputusan untuk melindungi dirinya sendiri.
  Ada banyak bahan yang dianggap berbahaya, dan daftar ini bisa berubah seiring dengan waktu. Sebuah bahan yang dianggap berbahaya dapat dicabut dari daftar bila dikemudian hari ternyata terbukti tidak berbahaya. Untuk keterangan lebih lanjut mengenai daftar bahan yang dianggap berbahaya, dapat dilihat di http://www.oehha.org/prop65.html atau http://oehha.ca.gov/Prop65/background/p65plain.html
• 
  
  Geocaching
  Istilah ini berasal dari kata ‘Geo’ yang diambil dari geografi, dan ‘caching’ yang diambil dari kegiatan menyimpan/menyembunyikan sesuatu. Geocaching sebenarnya adalah sebuah permainan untuk menemukan ‘harta karun’ tersembunyi dengan menggunakan alat navigasi berbasis satelit.
  Kegiatannya sederhana, pertama sembunyikan beberapa barang kecil (pen, pensil, dan lain lain) pada beberapa tempat yang terpisah, sedemikian rupa sehingga tidak mudah terlihat. Catat koordinat masing-masing tempat tersebut. Lalu beberapa kelompok berusaha menemukan semua barang yang disembunyikan. Tentunya tidak akan terlalu mudah untuk menemukannya, karena masing-masing alat memiliki akurasi yang berbeda.
  Kegiatan ini dapat digabungkan dengan aktivitas lainnya, sebagai contoh, aktivitas membersihkan sampah di taman, atau kegiatan outbound, dan sebagainya. Beberapa situs di internet mengelola permainan yang mengambil tempat diseluruh dunia, salah satu contohnya dapat dilihat di http://indogeocachers.wordpress.com
• 
  
  DOP
  Merupakan singkatan dari ‘Dillution of Precision’, berhubungan erat dengan lokasi satelit di angkasa. Nilai DOP didapatkan dari perhitungan matematis, yang menunjukkan ‘tingkat kepercayaan’ perhitungan sebuah lokasi. Ketika satelit-satelit terletak berdekatan, maka nilai DOP akan meningkat, yang menyebabkan akurasi alat navigasi berbasis satelit menjadi berkurang. Ketika satelit-satelit terletak berjauhan, maka nilai DOP akan berkurang sehingga alat navigasi menjadi lebih akurat.
  Bila nilai DOP lebih kecil dari 5 (ada yang mengatakan dibawah 4), maka akurasi yang akan didapatkan cukup akurat. Ada beberapa nilai akan sering dijumpai, yaitu HDOP (Horizontal Dilution of Precision), VDOP (Vertical Dilution of Precision), dan PDOP (Positional Dilution of Precision – posisi tiga dimensi).
• 
  
  Koordinat lokasi
  Sebuah titik koordinat dapat ditampilkan dengan beberapa format. Masing-masing pengguna dapat mengatur format ini pada alat navigasi, program mapsource, ataupun program komputer lainnya. Format ini dapat diatur dari bagian setting dari masing-masing program/alat navigasi.
  Ada beberapa format yang umum digunakan: hddd.ddddd0 ; hddd0mm,mmm’ ; hddd0mm’ss.s” ; +ddd,ddddd0. Sehingga sebuah titik dapat ditunjukkan dengan beberapa cara, sebagai contoh: titik S6010.536’ E106049.614’ sama dengan titik S6.175600 E106.826910 sama dengan titik S6010’32.2” E106049’36.9” sama dengan -6.175600 106.826910. Bagian pertama adalah koordinat Latitude, yang diikuti oleh koordinat Longitude atau sering disingkat Lat/Long.