Definisi Survei GPS

2.2.1. Definisi Survei GPS

Awalnya ide ini berasal dari seseorang di masa lampau yang berpikir, bagaimana keberadaan kita saat ini, lokasinya dimana, dan akan pergi ke suatu tempat yang tentunya memerlukan kejelasan lokasi tempat yang tepat. Terkadang, hanya menyebutkan alamat suatu tempat, belum tentu kita menemukan posisi yang dimaksud oleh alamat tadi. Ataupun ada kesamaan alamat bisa terjadi pula. Hal inilah tentunya salah satu yang mendasari munculnya GPS.

Sistem navigasi dan posisi merupakan hal yang penting dalam berbagai aktivitas dan prosesnya sampai saat ini masih dianggap suatu hal yang rumit. Selama bertahun-tahun perkembangan teknologi berusaha menyederhanakan urutan suatu aplikasi teknologi, tetapi penyederhanaan prosespun terkadang merugikan kita juga.

Akhirnya, Departemen Pertahanan Amerika Serikat memutuskan bahwa militer mereka harus mempunyai suatu bentuk teknologi yang sangat teliti mengenai suatu posisi yang tepat dari suatu lokasi apapun yang ada di permukaan bumi ini. Kebetulan waktu itu mereka mempunyai dana segar senilai 12 juta dollar, dan tentunya hal ini dijadikan modal untuk membangun suatu teknologi mutakhir yang baik.

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 antara lain GLONASS Rusia, Galileo Uni Eropa, dan IRNSS India.

Konsep pengukuran dengan GPS adalah sebagai berikut :

1. Satelit GPS bergerak mengelilingi bumi dalam orbitalnya yaitu 2 x sehari.

2. Masing-masing satelit GPS mentransmisikan sinyal data ke bumi dan sinyal-sinyal data tersebut digunakan untuk menghitung posisi suatu titik di bumi.

3. Untuk menghitung posisi tersebut, GPS mentransmisikan perbedaan waktu dimana waktu tersebut dihitung sebagai jarak dari beberapa satelit GPS ke permukaan bumi atau ke receiver GPS yang ada di bumi.

4. Untuk bisa menghitung posisi diperlukan minimal 3 sinyal satelit GPS yang tertangkap oleh receiver GPS kita di bumi. Dengan mendapatkan sinyal dari 3 satelit GPS kita bisa menghitung posisi secara 2 dimensi yaitu x dan y.

5. Bila receiver GPS bisa menangkap sinyal satelit minimal 4 satelit maka kita bisa menghitung suatu posisi secara 3 dimensi (x, y, z = ketinggian).

Prinsip dasar penentuan posisi dengan GPS adalah perpotongan ke belakang dengan pengukuran jarak secara simultan ke beberapa satelit GPS. Untuk dapat melaksanakan prinsip penentuan posisi di atas, GPS dikelola dalam suatu sistem GPS yang terdiri dari 3 sistem utama yaitu sistem angkasa, sistem pengontrol dan sistem pemakai.

Gambar 2.9. Sistem Pengukuran GPS

1. Sistem Angkasa

Terdiri dari satelit-satelit GPS yang mengorbit mengelilingi bumi, jumlah satelit GPS ada 24 buah. Satelit GPS mengorbit mengelilingi bumi dalam 6 bidang orbit dengan tinggi rata-rata setiap satelit ± 20.200 km dari permukaan bumi.

Gambar 2.10. Sistem Angkasa

Setiap satelit GPS secara kontinyu memancarkan sinyal-sinyal gelombang pada 2 frekuensi L-band (dinamakan L1 dan L2). Dengan mengamati sinyal-sinyal dari satelit dalam jumlah dan waktu yang cukup, kemudian data yang diterima tersebut dapat dihitung untuk mendapatkan informasi posisi, kecepatan maupun waktu.

2. Sistem Pengontrol

Adalah stasiun-stasiun pemonitor dan pengontrol satelit yang berfungsi untuk memonitor dan mengontrol kegunaan satelit-satelit GPS. Stasiun kontrol ini tersebar di seluruh dunia, yaitu di pulau Ascension, Diego Garcia, Kwajalein, Hawaii dan Colorado Springs. Disamping memonitor dan mengontrol fungsi seluruh satelit, juga berfungsi menentukan orbit dari seluruh satelit GPS.

3. Sistem Pengguna

Adalah peralatan (Receiver GPS) yang dipakai pengguna satelit GPS, baik di darat, laut, udara maupun di angkasa. Alat penerima sinyal GPS (Receiver GPS) diperlukan untuk menerima dan memproses sinyal-sinyal dari satelit GPS untuk digunakan dalam penentuan posisi, kecepatan, maupun waktu.

Ketelitian GPS yang dihasilkan :

1. Banyak faktor yang mempengaruhi akurasi posisi salah satu diantaranya adalah faktor atmosfer.

2. Sebagai system tracking GPS pada aplikasi penerbangan dapat dicapai ketelitian kurang lebih 15 meter.

3. Untuk lebih meningkatkan akurasi posisi bisa digunakan fasilitas WAAS (wide area augmentation system) dimana dapat akurasi ± 3-8 meter. Untuk fasilitas WAAS tidak diperlukan alat khusus untuk mendapatkan sinyal WAAS, sepanjang di negara tersebut dimana kita melakukan atau menggunakan receiver GPS terdapat atau terpasang WAAS Ground (untuk koreksi satelit).

4. Untuk lebih meningkatkan ketelitian digunakan DGPS dimana dapat meningkatkan ketelitian ± 3-5 meter.

Satelit GPS :

1. Satelit GPS pertama kali diluncurkan tahun 1978, perkembangannya sampai tahun 1994 terdapat 24 satelit GPS. Sekarang satelit GPS yang beroperasi sudah lebih dari 30 buah.

2. Usia satelit GPS rata-rata 10 tahun, sehingga apabila sudah melewati umur tersebut harus dilakukan perawatan rutin ataupun diganti.

3. Berat satelit GPS rata-rata ± 2.000 pounds (± 1 ton), lebar solar panelnya ± 17 feet / ± 5 meter, power transmisi < 50 watt.

4. Posisi orbitalnya ± 12.000 mil di atas permukaan bumi dengan kecepatan jelajah 7.000 mph.

5. Satelit GPS menggunakan tenaga berupa solar system, tapi juga disediakan tenaga cadangan berupa backup baterai untuk menghindari pada saat terjadinya gerhana matahari total. Sedangkan untuk menstabilkan satelit GPS berada tetap pada orbitalnya maka dilengkapi beberapa roket kecil.

Gambar 2.11. Konstelasi Satelit GPS

Sinyal GPS :

1. Sinyal GPS dapat menembus awan, kaca dan plastik, yang banyak menghambat transmisinya adalah objek padat seperti gedung, pohon, gunung, bukit dan benda-benda padat lainnya.

2. Dalam sinyal GPS terdapat 3 data informasi yaitu pseudorandom code, ephemeris data, dan almanac data.

3. Almanac data intinya adalah informasi tentang lokasi satelit sebenarnya, di dalam tampilan receiver GPS kita ditunjukkan pada halaman GPS satelit status.

4. Ephemeris data berupa data kekuatan sinyal dan informasi waktu.

5. Pseudorandom code berupa informasi yang dikirimkan ke receiver GPS menerangkan bahwa receiver GPS kita menerima sinyal satelit. Dalam receiver GPS kita biasanya ditunjukkan berupa diagram batang sinyal.

Sumber Kesalahan pada GPS :

1. Kesalahan akibat keterlambatan sinyal setelah melewati lapisan ionosphere dan troposphere.

2. Pantulan sinyal GPS, terjadi pada saat kita menerima sinyal suatu satelit GPS dan ternyata sinyal tersebut merupakan sinyal pantulan GPS melalui objek bangunan, gedung, gunung dll. Sehingga sinyal tersebut bukan merupakan sinyal langsung.

3. Kesalahan waktu, dimana ketidaktepatan waktu/jam dari receiver GPS kita dibandingkan dengan jam/waktu yang ada pada satelit GPS.

4. Sedikitnya jumlah sinyal satelit yang diterima, semakin banyak sinyal satelit yang diterima maka semakin teliti.

5. Adanya objek yang menghalangi jalannya sinyal satelit seperti gedung, gunung, dll.

6. Posisi relatif satelit atau geometri satelit. Terjadi pada saat kita melakukan pengambilan data, tetapi masing-masing sinyal satelit yang tertangkap berasal dari satelit-satelit yang posisinya berhimpitan ataupun mempunyai jarak cukup lebar antara satelit yang satu dengan satelit yang lain.

7. Adanya selective availability (SA), yaitu penurunan kualitas akurasi yang bisa dilakukan oleh Departemen Pertahanan Amerika. Walaupun saat ini kebijakan SA sudah dihapus oleh Amerika, akan tetapi bila sewaktu-waktu mereka menginginkan maka error yang terjadi bisa sangat besar.

8. Orbital errors atau ephemeris errors yaitu terjadi bila ada pergeseran orbit.