AKUISISI DATA GPS UNTUK PEMANTAUAN JARINGAN GSM TUGAS AKHIR - Akuisisi data GPS untuk pemantauan jaringan GSM - USD Repository
AKUISISI DATA GPS UNTUK PEMANTAUAN JARINGAN GSM TUGAS AKHIR Diajukan Untuk Memenuhi Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik Program Studi Teknik Elektro Oleh: Nama : Dandy Firdaus NIM : 045114054 PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SANATA DHARMA YOGYAKARTA 2008
GPS DATA AQUSITION FOR GSM NETWORK MONITORING FINAL PROJECT Presented as Partial Fulfillment of the Requirements To Obtain the Sarjana Teknik Degree In Electrical Engineering Study Program By: Name : Dandy Firdaus Student Number: 045114054 ELECTRICAL ENGINEERING STUDY PROGRAM DEPARTMENT OF ELECTRICAL ENGINEERING FACULTY OF ENGINEERING SANATA DHARMA UNIVERSITY YOGYAKARTA 2008
LEMBAR PERSETUJUAN
TUGAS AKHIR
AKUISISI DATA GPS UNTUK PEMANTAUAN
JARINGAN GSM
Oleh :
DANDY FIRDAUS
NIM : 045114054 Telah disetujui oleh :
Pembimbing Damar Widjaja, S.T., M.T. Tanggal: November 2008
HALAMAN PERSEMBAHAN DAN MOTTO
H i d u p b e r a w a l d a r i m i m p i , l e k a s b a n g u n d a n w u j u d k a n m i m p i i t u H i d u p b e r a w a l d a r i m i m p i , l e k a s b a n g u n d a n w u j u d k a n m i m p i i t u H i d u p b e r a w a l d a r i m i m p i , l e k a s b a n g u n d a n w u j u d k a n m i m p i i t u
T i d a k a d a k e r j a k e r a s y a n g m e n j a d i s i a s i a T i d a k a d a k e r j a k e r a s y a n g m e n j a d i s i a s i a
T i d a k a d a k e r j a k e r a s y a n g m e n j a d i s i a s i a Y o u a r e w h a t d o , y o u r l i f e i s y o u r p r o d u c t
Y Y o o u u a a r r e e w w h h a a t t d d o o , , y y o o u u r r l l i i f f e e i i s s y y o o u u r r p p r r o o d d u u c c t t K upersembahkan karya tulis ini kepada : T uhan Y esus K ristu s, Bapak dan I bu T ercinta, K edua saudaraku R uby dan Jimmy, Almamaterku T eknik Elektro U SD
INTISARI
Pemantauan jaringan pada jaringan Global System for Mobile
Communications (GSM), dilakukan untuk memantau kualitas jaringan. Pada
sistem pemantauan jaringan, pemetaan kualitas jaringan pada peta digital sangat diperlukan untuk kebutuhan analisa. Untuk menghasilkan sistem pemantauan jaringan yang akurat, handal, dan efisien, dibutuhkan sebuah perangkat lunak yang bisa melakukan akuisisi data posisi dari GPS, dan menggabungkan data posisi dengan data kualitas jaringan. Sistem pemantauan jaringan yang handal dan murah dapat menjadi alat bantu bagi para lembaga atau perguruan tinggi untuk memberikan pengetahuan dan pengalaman praktis bagi mahasiswa dalam melakukan pengawasan jaringan GSM, sehingga dapat meningkatkan daya saing lulusan di bidang komunikasi bergerak.
Program akuisisi data GPS untuk implementasi pemantauan jaringan GSM merupakan program yang bekerja untuk melakukan akuisisi data posisi GPS, menyimpan data posisi ke dalam database, menggabungkan data posisi dengan data kualitas jaringan, dan menampilkannya ke dalam titik posisi pada peta digital. Data posisi yang digunakan adalah data longitude dan latitude dengan format derajat desimal. Penggabungan data posisi dengan data kualitas jaringan dilakukan berdasarkan waktu pengambilan data.
Program akuisisi data GPS untuk implementasi pemantauan jaringan GSM telah diimplementasikan dan dilakukan pengujian untuk mengamati hasil perancangan. berdasarkan hasil pengujian, program ini telah bekerja dan dapat menampilkan data kualitas jaringan pada peta digital dengan baik.
Kata kunci : akuisisi data GPS, Pemantauan Jaringan GSM
ABSTRACT
Network monitoring on the Global System for Mobile Communications (GSM) network, is done to maintain the network quality. For analysis, network quality mapping on a digital map is needed for the network monitoring system. A software that are capable to extract positional data from a GPS and combine it with the network quality data is needed to produce a network monitoring system that are accurate, reliable, and efficient. A network monitoring system that are reliable and affordable can be a powerful tool for any education institution, especially universities, in giving their students with knowledge and practical experience in conducting a GSM network monitoring, in short, increasing the competition capabilities of their graduate in the mobile communication field.
The GPS data acquisition software implemented for GSM network monitoring system is a program with the function to acquire GPS positional data to store the positional data to the database, to combine the positional data with the network quality data and to display the combine data on positional points in the digital map. The positional data used are longitude and latitude using a decimal degree format. The positional data and network quality data combining process is based on the time aspect of the data retrieval.
The GPS data acquisition software implemented for GSM network monitoring system has been implemented and tested to observe any faulty in the software design. Based on the test results, it can be deduced that the software is functional and its capability of displaying the network quality data on the digital map is very good. Key words: GPS data acquisition, GSM network monitoring system
KATA PENGANTAR
Syukur dan terima kasih kepada Tuhan Yesus Kristus atas segala rahmat dan karunia-Nya sehingga tugas akhir dengan judul “Akuisisi Data GPS Untuk Pemantauan Jaringan GSM” ini dapat diselesaikan dengan baik.
Selama menulis tugas akhir ini, penulis menyadari bahwa ada begitu banyak pihak yang telah memberikan bantuan dengan caranya masing-masing, sehingga tugas akhir ini bisa diselesaikan. Oleh karena itu penulis ingin mengucapkan terima kasih kepada:
1. Bapak Ir. Greg. Heliarko, SJ., B.ST., MA., M.Sc, selaku dekan fakultas teknik.
2. Bapak Damar Wijaya, S.T., M.T., selaku dosen pembimbing yang telah dengan sabar membimbing, memberi semangat dan saran yang membantu penulis dalam menyelesaikan tulisan ini.
3. Seluruh dosen teknik elektro dan laboran yang telah banyak memberikan pengetahuan kepada penulis selama kuliah.
4. Kedua orang tua yang tercinta atas doa, kesabaran dan dukungan baik secara moril ataupun materil.
5. Kedua saudaraku Ruby dan Jimmy atas dukungan dan kekompakan sebagai saudara.
6. Kelompok GSM Ade, Joe, dan Dedy, terimakasih atas kekompakan, kerjasama, dan solidaritasnya.
7. Sahabatku semasa kuliah Jhon de Bounce dan Beni. Tetap semangat dan solid sampai tua!
8. Anak – anak kos Aisyah Welas Asih Eric “bau”, Bawon, Sukhoi, Agung, Alfa Da Drive, Buser ”cumi”, dan Ny. Jhon “Vivi” Sitmen, Wharton ”selalu terdepan”. Terima kasih atas dukungan dan peralatan yang sering saya pinjam.
9. Sahabat - sahabatku geng tuduh pecinta khayangan Rian “Tarzan”, Angga “Bodet”, Bentes “DJ Opes”, Yuyus “Palui”, Endros “Girly”, Agie “Mustang Liar”, Adi “maskulin”, Yandi ”Pemalas”, Yayan “Laki – Laki tanggung”, Ale “Residivis”. Terimakasih atas persahabatan kita selama hidup di perantauan “jogja”.
10. Berbagai pihak yang tidak bisa penulis sebutkan satu-persatu atas bantuan, dukungan, bimbingan, kritik dan saran.
Dengan rendah hati penulis menyadari bahwa tugas akhir ini masih jauh dari sempurna, oleh karena itu berbagai kritik dan saran untuk perbaikan tugas akhir ini sangat diharapkan. Akhir kata, semoga tugas akhir ini dapat bermanfaat bagi semua pihak. Terima kasih.
Yogyakarta, November 2008 Penulis
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1.1 Model sistem .............................................................................4 Gambar 2.1. Segmen penyusun GPS .............................................................
8 Gambar 2.2. Penentuan jarak dengan kode....................................................
12 Gambar 2.3. Skema jarak ukuran dari pengamat ke satelit pada gelombang dalam waktu t ...........................................................................
12 Gambar 2.4. Prinsip penentuan posisi GPS ...................................................
15 Gambar 2.5. Sistem koordinat geografi .........................................................
24 Gambar 2.6. Frekuensi uplink dan downlink pada GSM 900 .........................
25 Gambar 2.7. Pembagian frekuensi jaringan GSM..........................................
26 Gambar 2.8. Arsitektur jaringan GSM...........................................................
28 Gambar 2.9. Proses optimisasi ......................................................................
31 Gambar 2.10. Konfigurasi drivetest MS-receiver ..........................................
34 Gambar 2.11. Proses drivetest dalam mobil pada jaringan GSM ...................
34 Gambar 2.12. konfigurasi sistem drivetest berbasis MS dengan laptop dan receiver GPS termasuk antenna .......................................
35 Gambar 2.13. Sistem drivetest berbasis receiver menggunakan GPS internal
36 Gambar 2.14. Pemetaan kuat sinyal ..............................................................
37 Gambar 2.15. Konektor USB tipe A dan tipe B.............................................
38 Gambar 2.16. Berbagai macam konektor USB (dari kiri ke kanan,
micro
USB plug,mini USB plug, B-type plug, A-type
receptacle
Gambar 2.17. IDE pada Visual Basic ............................................................41 Gambar 2.18. Hubungan obyek, property, method dan event.........................
43 Gambar 3.1. Algoritma perancangan Position Monitoring...........................
45 Gambar 3.2. Algoritma perancangan Analyzer .............................................
45 Gambar 3.3. Diagram alir Menu Utama .......................................................
46 Gambar 3.4. Diagram alir Position Monitoring ............................................ 48 Gambar 3.5. Diagram alir Koneksi...............................................................
49 Gambar 3.6. Diagram alir Akusisi Data Posisi .............................................
50 Gambar 3.7. Diagram alir Tampilan Real Time ............................................
51 Gambar 3.8. Diagram alir Penyimpanan Database.......................................
53 Gambar 3.9. Diagram alir Analyzer untuk position monitoring.....................
54 Gambar 3.10. Diagram alir Load Database ...................................................
55 Gambar 3.11. Diagram alir Tampilan Analyzer ............................................. 56
Gambar 3.12. Diagram alir Tracking prosedur.............................................. 57Gambar 3.13. Diagram alir Tracking Rx Quality ........................................... 58Gambar 3.14. Diagram alir Tracking Rx Level .............................................. 59Gambar 3.15. Diagram alir Tracking Tx Level............................................... 60 Gambar 3.16. Diagram alir Normalisasi Peta ................................................61 Gambar 3.17. Diagram alir Help ................................................................... 62
Gambar 3.18. Diagram alir About ................................................................. 62 Gambar 3.19. Tampilan Menu Utama ...........................................................64 Gambar 3.20. Tampilan Position Monitoring ................................................
65 Gambar 3.21. Tampilan Analyzer..................................................................
71
Gambar 3.22. Tampilan About ......................................................................74 Gambar 3.23. ER diagram database akusisi data GPS untuk implementasi pemantauan jaringan GSM......................................................
75 Gambar 3.24. Relasi antar tabel ....................................................................
76 Gambar 4.1. Struktur program sistem pemantauan posisi ..............................
78 Gambar 4.2. Tampilan Menu Utama ............................................................. 79
Gambar 4.3. Tampilan Position Monitoring .................................................. 80Gambar 4.4. Tampilan Analyzer. (a) Bagian Main Analyzer. (b) Bagian Performance Analyzer.(c) Bagian Procedure Analyzer ............
83 Gambar 4.5. Tampilan Help.......................................................................... 85
Gambar 4.6. Tampilan About ........................................................................ 86Gambar 4.7. Koneksi antara handset dan PC................................................. 87Gambar 4.8. Error GPS saat kehilangan sinyal satelit ................................... 88Gambar 4.9. Position Monitoring pada saat melakukan akusisi data GPS...... 88Gambar 4.10. Data – data posisi yang tersimpan dalam database.................. 89Gambar 4.11. Keakuratan tertinggi data GPS ................................................ 89Gambar 4.12. Keakuratan terendah data GPS................................................ 89Gambar 4.13. File peta digital pada kotak dialog .......................................... 90Gambar 4.14. Position Monitoring pada saat menampilkan peta digitalJlgeo.shp yang tidak memiliki nama jalan............................... 91
Gambar 4.15. Position Monitoring pada saat menampilkan peta digitalJalangeo3.shp yang memiliki nama jalan ................................ 92
Gambar 4.16. Tampilan peta digital. (a) Setelah diperbesar 1 kali.(b) Setelah diperbesar 2 kali.................................................... 92
Gambar 4.17. Tampilan nama jalan dengan peta yang diperbesar 4 kali ........ 95 Gambar 4.18. Tampilan peta digital. (a) Setelah diperbesar 3 kali.(b) Setelah diperkecil 1 kali .................................................... 96 Gambar 4.19. Tampilan peta digital. (a) Sebelum digeser.
(b) Setelah digeser kekanan .................................................... 97
Gambar 4.20. Tampilan peta digital pada saat dilakukan Select..................... 99 Gambar 4.21. Tampilan peta digital. (a) Saat diperbesar 7 kali.(b) Setelah dikembalikan ke ukuran normal ............................ 100 Gambar 4.22. Tampilan titik posisi pada saat Position Monitoring dilakukan.
(a) .................................................................................... Menggu nakan peta dengan pergeseran letak koordinat kecil. (b) Menggunakan peta dengan pergeseran letak koordinat besar ...................................................................... 101
Gambar 4.23. Kotak dialog pemilih database pada Analyzer........................ 103Gambar 4.24. Isi penampil position data....................................................... 104Gambar 4.25. Data posisi pada database....................................................... 105Gambar 4.26. Isi penampil peta..................................................................... 105Gambar 4.27. Penampil tracking position ..................................................... 106Gambar 4.28. Titik posisi yang ditampilkan pada data posisi yang diambil dalam keadaan diam selama beberapa waktu........................... 107Gambar 4.29. Jalur titik posisi saat GPS kehilangan sinyal satelit ................. 108Gambar 4.30. Position Analyzer saat melakukan identifikasi......................... 109Gambar 4.31. Isi penampil tracking performance saat menampilkan Rx Quality ..............................................................................110
Gambar 4.32. Titik posisi saat data Rx Quality “1”........................................ 110Gambar 4.33. Isi penampil tracking performance saat menampilkanRx Level.................................................................................. 111
Gambar 4.34. Titik posisi saat data Rx Level “-120”..................................... 111Gambar 4.35. Isi penampil tracking performance saat menampilkanTx Level.................................................................................. 112
Gambar 4.36. Titik posisi saat data Tx Level “14” ........................................ 113Gambar 4.37. Isi penampil tracking prosedur ............................................... 114Gambar 4.38. Titik posisi saat data events prosedur terjadi Idle .................... 114Gambar 4.39. Titik posisi saat data events prosedur terjadi Call Setup .......... 115Gambar 4.40. Titik posisi saat data events prosedur terjadi Handover........... 116Gambar 4.41. Titik posisi saat data events prosedur terjadiLocation Update ..................................................................... 116
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1. Ketelitian dari metode penentuan posisi secara absolut dan diferensial ..................................................................... 20Tabel 2.2. Jenis - jenis informasi (sentence ID) ................................................ 22Tabel 2.3. Spesifikasi GSM 900, GSM 1800 dan GSM 1900 ........................... 27
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL........................................................................................ i
HALAMAN PERSETUJUAN
......................................................................... iii
HALAMAN PENGESAHAN .......................................................................... iv
HALAMAN PERNYATAAN KEASLIAN KARYA ...................................... v
HALAMAN PERSEMBAHAN DAN MOTTO .............................................. vi
LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI KARYA
ILMIAH UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS ......................................... vii
INTISARI .........................................................................................................viii
ABSTRACT ..................................................................................................... ix
KATA PENGANTAR ....................................................................................... x
DAFTAR GAMBAR ........................................................................................ xii
DAFTAR TABEL .......................................................................................... xvii
DAFTAR ISI ................................................................................................. xviii
BAB I PENDAHULUAN................................................................................. 1
1.1. Latar belakang masalah............................................................................... 1
1.2. Batasan Masalah ......................................................................................... 3
1.3. Tujuan penelitian ....................................................................................... 3
1.4. Manfaat Penelitian ...................................................................................... 3
1.5. Metodologi Penelitian ................................................................................. 4
BAB II DASAR TEORI ................................................................................... 7
2.1. Sistem Navigasi GPS .................................................................................. 7
2.1.1 Segmen Penyusun Sistem GPS.................................................................. 7
2.1.1.1. Segmen Satelit ...................................................................................... 7
2.1.1.2. Segmen Sistem Kontrol......................................................................... 8
2.1.1.3. Segmen Pengguna ................................................................................. 9
2.1.2. Sinyal GPS............................................................................................... 10
2.1.2.1. Informasi Jarak...................................................................................... 10
2.1.2.2. Informasi Posisi .................................................................................... 13
2.1.2.2.1. Metode Penentuan Posisi secara Absolut ............................................ 15
2.1.2.2.1. Metode Penentuan Posisi secara Diferensial ....................................... 16
2.1.2.3. Gelombang Pembawa............................................................................ 16
2.1.3. Kesalahan dan Bias Pengamatan .............................................................. 16
2.1.3.1. Kesalahan Orbit .................................................................................... 17
2.1.3.2. Bias Ionosfer ......................................................................................... 17
2.1.3.3. Bias Troposfer....................................................................................... 18
2.1.3.4. Multipath .............................................................................................. 18
2.1.3.5. Cycle Slip ............................................................................................. 18
2.1.3.6. Selective Availability ............................................................................ 19
2.1.3.7. Anti Spoofing........................................................................................ 19
2.1.3.8. Ambiguitas Fase.................................................................................... 19
2.1.4. Ketelitian Posisi GPS ............................................................................... 20
2.1.5. Format data keluaran GPS........................................................................ 21
2.1.6. Sistem koordinat geografi......................................................................... 24
2.2. GSM Overview ........................................................................................... 25
2.2.1. Definisi GSM........................................................................................... 25
2.2.2. Spesifikasi Teknis GSM ........................................................................... 25
2.2.3. Arsitektur jaringan GSM .......................................................................... 27
2.2.3.1. Mobile Station....................................................................................... 28
2.2.3.2. Base Station Sub-system ....................................................................... 29
2.2.3.3. Network Sub-system ............................................................................. 29
2.2.3.4. Operation and Support System .............................................................. 30
2.2.4. Proses Optimisasi Jaringan GSM.............................................................. 30
2.2.5. Prinsip Drivetest....................................................................................... 32
2.2.5.1. Sistem Drivetest berbasis MS................................................................ 33
2.2.5.2. Sistem Drivetest berbasisi Receiver....................................................... 35
2.2.6. Aplikasi GIS Pada Sistem Pengukuran dan Pengawasan Jaringan GSM ... 36
2.3. Universal Serial Bus.................................................................................... 37
2.4. Visual Basic................................................................................................ 40
2.4.1. Definisi Visual Basic................................................................................ 40
2.4.2. Integrated Development Environment (IDE) Visual Basic........................ 41
2.4.3. Property, Method dan Event dalam Visual Basic ...................................... 43
BAB III PERANCANGAN
.............................................................................. 44
3.1. Algoritma Perancangan ............................................................................... 44 3.1.1. . Algoritma Perancangan Position Monitoring ......................................... 44
3.1.2. Algoritma Perancangan Analyzer ............................................................. 45
3.2. Perancangan Diagram Alir Program ............................................................ 45
3.2.1. Diagram Alir Menu Utama....................................................................... 45
3.2.2. Diagram Alir Position Monitoring............................................................ 47
3.2.2.1. Diagram alir Koneksi ............................................................................ 47
3.2.2.2. Diagram alir Akuisisi Data Posisi.......................................................... 49
3.2.2.3. Diagram alir Tampilan Real Time ......................................................... 50
3.2.2.4. Diagram alir Penyimpanan Database ..................................................... 52
3.2.3. Diagram alir Analyzer untuk Position Monitoring ................................... 53
3.2.3.1. Diagram alir Load Database .................................................................. 54
3.2.3.2. Diagram Alir Tampilan Analyzer .......................................................... 55
3.2.3.2.1. Diagram Alir Tracking Prosedur ....................................................... 57
3.2.3.2.2. Diagram Alir Tracking Rx Quality...................................................... 58
3.2.3.2.2. Diagram Alir Tracking Rx Level......................................................... 59
3.2.3.2.3. Diagram Alir Tracking Tx Level ......................................................... 59
3.2.3.3. Diagram Alir Normalisasi Peta.............................................................. 60
3.2.4. Diagram Alir Help ................................................................................... 61
3.2.5. Diagram Alir About ................................................................................. 62
3.3. Tampilan Program ...................................................................................... 62
3.3.1. Tampilan Menu Utama............................................................................. 63
3.3.2. Tampilan Position Monitoring ................................................................. 64
3.3. Tampilan Analyzer untuk Position Monitoring ............................................ 70
3.3.4. Tampilan About........................................................................................ 74
3.4. Perancangan Basis Data .............................................................................. 74
3.4.1. ER Diagram ........................................................................................... 74
3.4.2. Relasi Antar Tabel ................................................................................... 75
3.5. Perancangan Struktur Data........................................................................ 75
3.5.1. Tabel Time ............................................................................................. 75
3.5.2. Tabel Position.......................................................................................... 76
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
.......................................................... 78
4.1. Tampilan Program .................................................................................... 78
4.1.1. Tampilan Menu Utama........................................................................... 79
4.1.2. Tampilan Position Monitoring................................................................ 80
4.1.3. Tampilan Analyzer ................................................................................. 82
4.1.4. Tampilan Help ........................................................................................ 84
4.1.5. Tampilan About...................................................................................... 85
4.2. Pengujian Program.................................................................................... 86
4.2.1. Position Monitoring ................................................................................ 86
4.2.1.1. Pengujian Akuisisi Data GPS ............................................................... 87
4.2.1.2. Pengujian Menampilkan Peta .............................................................. 90
4.2.1.3. Pengujian View Option......................................................................... 92
4.2.1.4. Pengujian Menampilkan Titik Posisi pada Peta ....................................101
4.2.2. Pengujian Analyzer .................................................................................103
4.2.2.1. Pengujian Penampil Position Data .......................................................104
4.2.2.2. Pengujian Penampil Peta ......................................................................105
4.2.2.3. Pengujian Penampil Tracking Position .................................................106
4.2.2.4. Pengujian Penampil Tracking Performance..........................................109
4.2.2.5. Pengujian Penampil Tracking Prosedur................................................113
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
............................................................117
5.1. Kesimpulan................................................................................................117
5.2. Saran..........................................................................................................118
DAFTAR PUSTAKA
.......................................................................................119
LAMPIRAN
.....................................................................................................123
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang Masalah
Peranan peta digital dalam bidang komunikasi bergerak Global system for
Mobile Communications (GSM) sangat penting, salah satunya pada sistem
pengukuran dan kinerja jaringan GSM [1]. Pengawasan kinerja jaringan dilakukan untuk menjaga kualitas jaringan. Pada sistem pengukuran dan pengawasan kinerja jaringan, peta digital digunakan untuk melakukan pemetaan kuat sinyal dan kualitas sinyal yang diterima.
Banyak jenis perangkat dalam bentuk sistem pengawas dan pengukur kinerja jaringan yang tersedia di pasaran untuk membantu melakukan optimisasi kinerja jaringan [1-3]. Perangkat ini cukup akurat dan telah dilengkapi dengan produk yang mengintegrasikan pengukuran dengan peta digital Geographical Information
System (GIS), sehingga memenuhi kebutuhan para insinyur yang bekerja pada
industri komunikasi bergerak, seperti operator, konsultan, kontraktor, maupun badan pemerintah. Namun perangkat yang seperti ini memiliki harga yang cukup mahal, sehingga tidak setiap lembaga atau perguruan tinggi mampu membelinya.
Beberapa produsen Mobile Station (MS) GSM telah melengkapi MS GSM dengan sistem pengawasan jaringan [4]. Sebagian besar di antaranya hanya menyediakan data tanpa penggabungan dengan peta digital karena keterbatasan perangkat keras (tampilan, memori, dan lain-lain) dan perangkat lunak. Sistem pengawasan jaringan seperti ini harganya lebih murah dari sistem yang disebutkan sebelumnya.
Saat ini, kebutuhan insinyur/tenaga profesional di bidang komunikasi bergerak semakin meningkat, tetapi penyiapan calon insinyur kurang memadai. Perangkat pengawas dan pengukur kinerja jaringan akan sangat membantu dalam menyiapkan calon insinyur untuk memasuki dunia kerja di bidang komunikasi bergerak. Alternatif perangkat yang handal dan murah dapat menjadi alat bantu bagi para lembaga atau perguruan tinggi untuk memberikan pengetahuan dan pengalaman praktis bagi mahasiswa dalam melakukan pengawasan jaringan GSM, sehingga dapat meningkatkan daya saing lulusan di bidang komunikasi bergerak.
Untuk menampilkan data dari sebuah MS GSM pada peta digital, diperlukan data atau informasi posisi dari MS GSM. Global positioning System (GPS) adalah salah satu perangkat yang dapat memberikan informasi posisi untuk peta digital GIS [5]. Pada penelitian ini, penulis ingin memberikan solusi untuk mengatasi kekurangan dan keterbatasan dari perangkat yang hanya menyediakan data tanpa penggabungan dengan peta digital, dengan menghasilkan perangkat yang dapat melakukan akuisisi data dari GPS. Perangkat ini dapat memberikan solusi alternatif akan ketersediaan perangkat pengawasan dan pengukuran kinerja jaringan GSM yang lengkap dan ekonomis.
1.2 Batasan Masalah a. Akuisisi data bujur dan lintang dari GPS ke komputer.
b. Area pengawasan dan pengukuran dilakukan di daerah Yogyakarta kota.
Software
c. yang digunakan untuk menampilkan data menggunakan
Visual Basic 6.0.
1.3 Tujuan Penelitian
Tujuan dari penelitian ini adalah menghasilkan perangkat akuisisi data dari GPS melalui komputer yang kemudian dapat digabungkan dengan data dari MS GSM.
1.4 Manfaat Penelitian
a. Dapat menjadi sarana pendidikan bagi perguruan tinggi untuk mempersiapkan lulusan sebagai calon–calon professional di bidang komunikasi bergerak, sehingga meningkatkan daya saing lulusan.
b. Memberikan tambahan pengetahuan dan pengalaman praktis bagi mahasiswa jurusan Teknik Elektro bidang Telekomunikasi dalam melakukan pengawasan dan pengukuran kinerja jaringan di bidang komunikasi bergerak.
c. Menambah wawasan bagi mahasiswa jurusan Teknik Elektro bidang Telekomunikasi mengenai optimasi kinerja jaringan GSM.
1.5 Metodologi Penelitian
a. Menentukan model sistem
Model sistem untuk perancangan ditunjukkan pada Gambar
1.1 GPS menerima sinyal dari satelit dan memberikan data ke komputer. Data dari MS GSM sudah terdapat di dalam komputer.
Komputer akan mengolah kedua data dan menggabungkan data dengan peta digital yang ada di dalam komputer. Hasil pengolahan komputer akan memberikan informasi kinerja jaringan pada lokasi tertentu.
Satelit GPS Komputer Gambar 1.1 Model sistem.
b. Menentukan parameter yang akan diukur Parameter yang diukur berkaitan dengan lintang dan bujur.
c. Menguji perangkat
Perangkat diuji secara bergerak di luar gedung untuk mendapatkan sinyal satelit. Pergerakan dilakukan dengan kecepatan yang berubah-ubah di berbagai wilayah di Yogyakarta kota. Data hasil akuisisi dari GPS harus dapat disimpan untuk ditampilkan kapanpun diinginkan.
1.6 Sistematika Penulisan
Sistematika penulisan laporan tugas akhir ini adalah sebagai berikut :
BAB I : PENDAHULUAN Bab ini berisi latar belakang masalah, tujuan dan manfaat dari penelitian, batasan masalah, metodologi penelitian, serta sistematika penulisan. BAB
II : DASAR TEORI
Bab ini berisi dasar teori mengenai GPS, perangkat keras, serta perangkat lunak yang digunakan. BAB III : PERANCANGAN SISTEM Bab ini berisi perancangan dari sistem yang dibuat untuk memecahkan permasalahan yang ada. BAB IV : IMPLEMENTASI DAN PEMBAHASAN Bab ini berisi implementasi perancangan yang dibuat, pengambilan data, penampilan data, pembahasan dan analisis mengenai hasil penelitian yang telah dilaksanakan. BAB V : KESIMPULAN DAN SARAN Bab ini berisi kesimpulan dan spesifikasi peralatan yang dibuat serta saran-saran untuk perbaikan alat dan penelitian selanjutnya. DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN
BAB II DASAR TEORI
2.1. Sistem Navigasi GPS
GPS adalah sistem radio navigasi dan penentuan posisi dengan menggunakan satelit navigasi yang dimiliki dan dikelola oleh Departemen Pertahanan Amerika Serikat [6]. Nama formal dari GPS adalah NAVSTAR GPS (Navigation Satellite Timing and Ranging Global Positioning System). Sistem ini digunakan untuk memberikan informasi mengenai posisi, waktu dan kecepatan secara global tanpa ada batasan waktu dan cuaca. Satelit GPS pertama kali diluncurkan pada tahun 1978. Sistem GPS dinyatakan operasional pada tahun 1994.
2.1.1. Segmen Penyusun Sistem GPS
Sistem GPS tediri atas tiga segmen utama, yaitu segmen satelit (space
segment ), segmen sistem kontrol (control system segment), dan segmen pengguna
(user segment) [6-8]. Gambar 2.1. menunjukkan segmen penyusun GPS.2.1.1.1. Segmen Satelit
Segmen satelit adalah satelit GPS yang mengorbit di angkasa sebagai stasiun radio [6]. Satelit GPS dilengkapi antena untuk mengirim dan menerima gelombang. Gelombang dipancarkan ke bumi dan diterima oleh receiver GPS yang ada di bumi dan digunakan untuk menentukan informasi posisi, kecepatan, dan waktu.
Gambar 2.1. Segmen penyusun GPS [8].Satelit GPS terdiri dari 24 satelit yang menempati 6 bidang orbit dengan periode orbit 10 jam 58 menit, pada ketinggian ± 20.200 km di atas permukaan bumi [8]. Pada setiap waktu, paling sedikit 4 satelit dapat kita amati di setiap lokasi di permukaan bumi. Hal ini memungkinkan pengguna GPS untuk dapat menghitung posisi mereka di permukaan bumi.
2.1.1.2. Segmen Sistem Kontrol
Segmen sistem kontrol GPS adalah otak dari GPS [6]. Tugas dari segmen sistem kontrol adalah mengatur semua satelit GPS yang ada agar berfungsi sebagaimana mestinya serta mengirimkan beberapa informasi seperti sinkronisasi waktu, prediksi orbit satelit, informasi cuaca di angkasa dan monitor kesehatan satelit. Pihak Amerika Serikat mengoperasikan sistem ini dari Sistem Kontrol Utama di Falcon Air Force Base di Colorado Springs, Amerika Serikat. Segmen sistem kontrol ini juga termasuk 4 stasiun monitor yang berlokasi menyebar di seluruh dunia.
2.1.1.3. Segmen Pengguna
Segmen pengguna adalah para pengguna satelit GPS, dalam hal ini
receiver
GPS yang dapat menerima dan memproses sinyal yang dipancarkan oleh satelit GPS. Receiver GPS yang dijual di pasaran saat ini cukup bervariasi, baik dari segi jenis, merek, harga, ketelitian yang diberikan, berat, ukuran maupun bentuknya. Ada beberapa cara yang dapat digunakan untuk mengklasifikasikan
receiver GPS, yaitu antara lain berdasarkan fungsi, data yang direkam, jumlah
kanal ataupun penggunaannya.Secara sederhana receiver GPS untuk penentuan posisi dapat dibedakan tiga jenis, yaitu tipe navigasi, tipe pemetaan, tipe geodetik [6]. Receiver GPS tipe navigasi yang sering juga disebut tipe genggam (handheld receiver) mempunyai ketelitian yang lebih rendah dibandingkan tipe pemetaan dan geodetik (sampai orde 10m – 100m). Receiver tipe pemetaan dapat memberikan ketelitian posisi hingga orde 1m – 5m. Sedangkan receiver tipe geodetik adalah tipe yang paling dapat memberikan ketelitian posisi yang lebih tinggi hingga orde mm.
2.1.2. Sinyal GPS
Sinyal GPS yang dipancarkan oleh satelit-satelit GPS menggunakan band frekuensi L pada spektrum gelombang elektromagnetik [7]. Setiap satelit GPS memancarkan dua (2) gelombang pembawa, yaitu L1 (1575.42 Mhz) dengan panjang gelombang ± 1,75cm, dan L2 (1227.60 Mhz) dengan panjang gelombang ± 2,25cm, berisi data kode dan pesan navigasi [7-8]. Pada dasarnya, sinyal GPS terdiri dari tiga komponen, yaitu pemberi informasi jarak (kode), pemberi informasi posisi satelit (navigation message), dan gelombang pembawa (carrier
wave ).
2.1.2.1. Informasi Jarak
Informasi jarak yang dikirimkan oleh satelit GPS berupa kode PRN (Pseudo Random Noise) [6]. Kode PRN itu terdiri dari dua buah, masing – masing terdiri dari kode-C/A (Coarse Acquisition/Clear Access) yang dimodulasikan pada gelombang pembawa L1 dan kode-P(Y) (Private) yang dimodulasikan baik pada gelombang pembawa L1 maupun L2. Kode P mempunyai beberapa kelebihan dibandingkan dengan kode C/A yaitu :
1. Presisi jarak yang diberikan lebih tinggi yaitu kode P = 0,3 m dan kode C/A = 3 m.
2. Efek multipath untuk kode P lebih kecil daripada kode C/A.
3. Kode P dimodulasikan pada dua gelombang pembawa L1 dan L2 sehingga efek bias ionosfer pada jarak hasil pengukuran dari satelit ke pengamat
Kedua kode tersebut disusun oleh rangkaian kombinasi bilangan-bilangan biner (0 dan 1). Setiap satelit GPS mempunyai struktur kode yang unik dan berbeda antara satu satelit dengan satelit lainnya yang memungkinkan receiver GPS untuk membedakan sinyal-sinyal yang datang dari satelit-satelit GPS yang berbeda. Sinyal-sinyal tersebut dapat dibedakan oleh receiver dengan menggunakan teknik yang dinamakan CDMA (Code Division Multiple Accsess).
Informasi jarak didapatkan dari dua besaran dasar yaitu pseudorange dan
carrier beat phase. Pseudorange
adalah jarak hasil perhitungan oleh receiver GPS terhadap data ukuran waktu rambat sinyal satelit ke receiver. Pengukuran dilakukan dengan membandingkan kode yang diterima dari satelit dengan replika kode yang diformulasikan dalam receiver. Waktu yang digunakan untuk sinkronisasi kedua kode tersebut adalah waktu yang diperlukan oleh kode tersebut untuk menempuh jarak dari satelit ke pengamat. Gambar 2.2. menunjukkan cara penentuan jarak dengan kode. Jarak dari satelit ke pengamat dapat dihitung dengan persamaan [6] :
Jarak = C × dt (2.1) dengan C adalah kecepatan cahaya dan dt adalah waktu yang ditempuh kode dari satelit untuk mencapai pengamat.
Gambar 2.2. Penentuan jarak dengan kode [6].Karena jam receiver tidak sinkron dengan jam satelit maka jarak di atas masih terkontaminasi oleh kesalahan waktu. Oleh karena itu, jarak tersebut dinamakan pseudorange. Gambar 2.3. menunjukkan skema penentuan jarak dari pengamat ke satelit.
Gambar 2.3. Skema jarak ukuran dari pengamat ke satelit pada gelombang dalam waktu t [6].Carrier beat phase
adalah beda fase yang diukur oleh receiver GPS dengan cara mengurangkan fase sinyal pembawa yang datang dari satelit dengan sinyal serupa yang dibangkitkan dalam receiver. Jadi data fase pengamatan satelit GPS adalah jumlah gelombang penuh yang terhitung sejak saat pengamatan dimulai.
Jarak dari satelit ke pengamat dapat dihitung dengan persamaan [6] : Jarak = × ( +N) (2.2) dengan adalah panjang gelombang, adalah jumlah fase sepanjang gelombang dalam waktu t, dan N jumlah gelombang penuh yang tidak teramati.
Untuk merubah data fase menjadi data jarak, nilai N (cycle ambiguity) harus ditentukan terlebih dahulu. Secara umum ketelitian pengukuran fase adalah 1 % x panjang gelombang. Jadi ketelitian jarak jika dihitung dengan menggunakan gelombang adalah sebagai berikut :
1. L1 = 1 % x 19 cm = 1,9 mm 2. L2 = 1 % x 24,4 cm = 2,4 mm.
2.1.2.2. Informasi Posisi
Posisi yang diperoleh dari pengamatan GPS akan mengacu ke suatu datum global yang dinamakan World Geodetic System 1984 (WGS-84) [6]. WGS-84 adalah sistem informasi koordinat yang didefinisikan, direalisasikan, dan dipantau oleh National Imagery and Mapping (NIMA) Amerika Serikat, saat ini digunakan oleh sistem satelit navigasi GPS. Jadi setiap penentuan posisi di permukaan bumi akan menghasilkan koordinat pada satu sistem koordinat / datum.
Pesan navigasi yang dibawa oleh sinyal GPS terdiri dari informasi