Teori Dasar GPS
| | | | | | |
| | | [navigasi.net] GPS - Umum - Pengetahuan Dasar GPS Gambar 1: Sekurangnya terdapat 24 satelit GPS yang mengelilingi bumi. Diperlukan minimal tiga sinyal satelit untuk bisa menentukan suatu lokasi secara dua dimensi dan empat sinyal satelit untuk menentukan secara tiga dimensi | | | | |
Sistem
GPS
|
|
Satelit GPS mengelilingi bumi 2x sehari
|
|
Satelit ini mentransmisikan signal ke bumi
|
|
Signal tersebut digunakan untuk menghitung posisi
|
|
GPS membedakan waktu yang ditransmisikan untuk menghitung
posisi
|
|
Waktu tersebut dihitung sebagai jarak dari beberapa Satelit
GPS untuk hitung posisi di bumi & permukaannya, termasuk
exosphere
|
Dasar Kerja GPS
|
|
GPS harus memiliki setidaknya 3 satelit untuk hitung posisi 2D
dan pergerakannya.
|
|
Dengan 4 satellites, GPS kita dapat menghitung posisi 3D
position (latitude, longitude & ketinggian).
|
|
Dengan informasi posisi, GPS dapat menghitung data lain
seperti : kecepatan, arah, lintasan, jarak tempuh, jarak ke
tujuan, matahari terbit & terbenam dan lain-lain.
|
Keakuratan Perangkat GPS
|
|
GPS umumnya memiliki 12 chanel secara parallel.
|
|
Faktur atmosfir dapat mengurangi ketepatan.
|
|
GPS untuk penerbangan dapat mencapai keakurasian sampai dengan
+/- 15 meters.
|
|
WAAS (Wide Area Augmentation System) dapat meningkatkan
keakurasian hingga +/- 3 - 8 meters.
|
|
Tidak ada alat khusus atau biaya extra untuk mendapatkan
signal WAAS, selama negara tersebut memasang WAAS ground / koresi
satelit.
|
|
Sedang Differential GPS (DGPS) dapat meningkatkan keakurasian
hingga +/- 3-5 meter.
|
|
DGPS terdiri dari alat yang menerima signal dan
mentransmisikan ulang untuk mengoreksi posisi, alat ini dipakai
untuk penerbangan, di Halim Airport ada 2 unit DGPS untuk
meningkatkan keakurasian.
|
|
Untuk koreksi ini GPS kita harus memiliki differential beacon
receiver and antenna, seperti pada GPS295 dimana kita dapat
menyetel frequensi dari beacon tersebut.
|
Referensi Peta
|
|
Secara umum referensi peta khususnya penerbangan yangdigunakan ialah WGS84.
|
|
WGS84 adalah referensi tetap yang digunakan untuk
pemodelan bumi yang terdiri dari data primer dan sekunder
|
|
Data primer ialah bentuk lonjong dari bumi, kecepatan putar
melingkar serta masa bumi yang termasuk dalam referensi elips
|
|
Sedangkan data sekunder ialah data model gravitasi bumi.
|
|
Seluruh data navigasi (udara) distandardkan dengan WGS 84
standard untuk memenuhi persyaratan RNAV (Radio Navigasi) untuk
memenuhi global referensi.
|
Satelit GPS
|
|
Satelit GPS pertama diluncurkan tahun 1978.
|
|
24 satelit di capai pada tahun 1994, sekarang telah lebih dari
30 GPS satelit berorbit diatas bumi kita.
|
|
Usia dari Satellite rata rata 10 thn, setelah itu ada
pergantian / perawatan rutin.
|
|
Berat Satelit sekitar +/- 2,000 pounds (hamper 1 ton)
|
|
Lebar antenna solar panelnya +/- 17 feet (+/- 5
meter).
|
|
Power Transmisinya <= 50 watts.
|
|
Posisi orbit berada pada ketinggian +/- 12,000 miles diatas
permukaan bumi.
|
|
Kecepatan jelajahnya 7,000 mph.
|
|
GPS Satelit menggunakan tenaga SOLAR (sinar matahari), tapi
disediakan backup baterai untuk menghindari Gerhana Matahari
Total.
|
|
Tenaga yang digunakan untuk menjaga orbitnya ialah beberapa
roket kecil.
|
Sinyal GPS
|
|
Signal GPS ada 2 signal L1 & L2
|
|
L1 bekerja pada frequency 1575 MHz pada gelombang UHF
band.
|
|
Bergerak langsung lurus (line of sight) menembus awan, kaca
dan plastik.
|
|
Yang menghambat transmisinya ialah Objek padat spt: gedung,
pohon, gunung, dll.
|
|
Terdapat tiga informasi pada sinyal GPS:
|
Pseudorandom code(I.D. code) : ialah informasi yang dikirimkan
ke unit penerima bahwa unit kita menerima signal seperti pada
halaman satelit ditunjukan dengan diagram batang BAR
|
|
Ephemeris data : ialah data kekuatan signal serta informasi
waktu
|
|
Almanac data: ialah info tentang dimana lokasi Satelit
sebenarnya yang menunjukan posisi satelit pada halaman GPS
Satellite status.
|
|
Sumber Kesalahan
|
|
Keterlambatan dari pantulan Ionosphere dan troposphere :
terjadi penurunan ketepatan akibat dari keterlambatan waktu saat
signal saat menembus lapisan ini, namun GPS dapat mengkoreksi
dengan mengasumsikan factor kesalahan rata rata.
|
|
Eror dari Pantulan signal: hal ini terjadi jika signal GPS
berpantul melalui objek spt bangunan atau gunung sebelum dia
diterima unit kita.
|
|
Kesalahan Waktu dari unit kita: Ketepatan waktu / jam dari
unit kita tidak setepat jam Atom di GPS satelit (GPS memakai
Atomic Clock). Untuk itu ada sedikit error waktu.
|
|
Orbital errors - dikenal sebagai ephemeris errors, hal
ini terjadi jika ada pergeseran dari orbit / laporan dari satelit
untuk posisinya.
|
|
Jumlah satelit yang diterima: Tambah banyak signal yang
diterima tambah tinggi ketepatannya, Banugnan, gunung, gangguan
elektronik, bahkan pohon rindang dapat mengurangi ketepatan.
|
|
Posisi relative dari Satelit / gangguan sisi miring: hal ini
terjadi jika posisi satelit terletak pada sudut yang sangat lebar
atau sangat dekat atau hamper berhimpitan satu sama lain sehingga
perhitungan ketepatan berkurang.
|
|
Penurunan degradasi yang diatur oleh departemen pertahanan
Amerika / SA (Selective Availability): hal ini dilakukan
untuk menghindari militer menggunakan ketepatan dalam hal khusus,
dan militer bahkan menggunakan / mengatur orbit yang terfokus
pada area tertentu seperti apda perangteluk, SA ini telah di
hapuskan, karena pihak sipil khususnya penerbangan sipil
mengajukan keberatan akhirnya pada Mei 2000, pemerintah
menghapuskan SA ini agar penerbangan sipil memiliki ketepatan
yang lebih baik.
|
Operasional
& Perawatan Perangkat GPS
Umumnya GPS ada berbagai macam kegunaan, mulai dari handheld,
GPS genggam, Penerbangan, kelautan, serta geologi yang memiliki
keakuratan cukup tinggi. Pada umumnya semua GPS memiliki fungsi
seperti computer, karena ada input, proses dan output, bahkan
beberapa prosesor menggunakan Intel sebagai otak / fungsi
hitungnya.
Saat GPS ditemukan, Aquiringnya (menangkap satelit signal)
membutuhkan waktu yang cukup lama, atau GPS baru yang sudah
berpindah tempat jauh dan sudah sangat lama tidak dinyalakan
membutuhkan waktu sampai puluhan menit, umumnya 10 s/d 15 menit
untuk produk baru, sedang untuk yang sudah dinyalakan bias
ditekan disekitar 2 s/d 3 menit, tergantung jenisnya, dan
tekniknya, biasanya memberikan autolocate membutuhkan waktu yang
lebih lama dari pada didefinisikan posisinya, atau di recycle
matikan dan nyalakan lagi. Kadang dengan menggerakan posisi
untuk mencapai posisi antenna yang optimal dapat mempercepat
proses. Ada yang menyulitkan jika di dalam mobil
menggunakan kaca film yang menggunakan UV protective yang tinggi.
Perawatan / trouble shooting
Kenapa kadang GPS suka mati sendiri: Hal ini dapat terjadi 2
kemungkinan, software atau hardware; dalam software biasanya ada
bugs atau komando yang tidak sesuai dengan yang direncanakan,
sedangkan untuk hardware biasanya battery connector jika
menyimpan baterai pada suatu kurun yang lama sehingga terjadi
pengembunan atau penguapan yang dapat menyebabkan korosi (bad
Contact) atau jika spring / per pada baterai kurang kuat akan
mematikan GPS saat terkena guncangan, dan jika sering terjadi
maka instant power ON & OFF akan memperpendek usia GPS.
PERINGATAN: Jangan lupa melepas baterei jika tidak digunakan
dalam periode waktu yang lama
Operasional
Setelah menyalakan GPS aspek utilisasi lainnya tergantung
pemakai, dari operasional GPS yang sangat optimal dapat dirasakan
pada bidang penerbangan karena selain fungsi lateral ada fungsi
vertical. Dimana fungsi vertical yang digunakan antara lain untuk
menentukan kapan pesawat harus menurunkan ketinggian dengan
rate of descent yang tidak menyakitkan kuping misalnya
dibawah 500ft/min.
Database/Program GPS Terdiri dari berbagai jenis: Baseline program / memory : program ini ditulis pada software
yang berupa perhitungan, yang sistemnya dibuat permanent (non
user editable), kecuali dengan program khusus. Extended Program /
memory: untuk extended Program biasanya seperti hardisk yang
dipartisi dimana pada partisi asli hanya ROM (Read Only Memory)
sedang pada partisi lainnya RW (Read Write), untuk GarminII /
GPS12 / yang lebih lama tidak ada fungsi externalnya yang besar,
sehingga hanya dialokasikan untuk waypoint & Track saja,
sedang untuk yang lebih besar seperti GPS SPIII / 295 terdapat
external program dan external memorycard untuk peta.
PERINGATAN: Jangan lupa membackup data anda, karena saat
internal battery weak maka RAM (memory) bisa hilang
|