Telematika adalah singkatan dari
Telekomunikasi dan Informatika. Pemanfaatan Telematika yang akan dibahas di
sini adalah GPS (Global Positioning System).
GPS (Global Positioning System)
adalah sistem satelit navigasi dan penentuan posisi yang dimiliki dan dikelola
oleh Amerika Serikat. Sistem ini didesain untuk
memberikan posisi dan kecepatan tiga-dimensi serta informasi mengenai waktu,
secara kontinyu di seluruh dunia tanpa bergantung waktu dan cuaca, bagi banyak
orang secara simultan. Saat ini GPS sudah banyak digunakan orang di seluruh
dunia dalam berbagai bidang aplikasi yang menuntut informasi tentang posisi,
kecepatan, percepatan ataupun waktu yang teliti. GPS dapat memberikan informasi
posisi dengan ketelitian bervariasi dari beberapa millimeter (orde nol) sampai
dengan puluhan meter.
Beberapa kemampuan GPS
antara lain dapat memberikan informasi tentang posisi, kecepatan, dan waktu
secara cepat, akurat, murah, dimana saja di bumi ini tanpa tergantung cuaca.
Hal yang perlu dicatat bahwa GPS adalah satu-satunya sistem navigasi ataupun
sistem penentuan posisi dalam beberapa abad ini yang memiliki kemampuan handal
seperti itu. Ketelitian dari GPS dapat mencapai beberapa mm untuk ketelitian
posisinya, beberapa cm/s untuk ketelitian kecepatannya dan beberapa nanodetik
untuk ketelitian waktunya. Ketelitian posisi yang diperoleh akan tergantung
pada beberapa faktor yaitu metode penentuan posisi, geometri satelit, tingkat
ketelitian data, dan metode pengolahan datanya.
Secara umum produk dari GPS
adalah posisi, kecepatan, dan waktu. Selain itu ada beberapa produk lainnya
seperti percepatan, azimuth, parameter attitude, TEC (Total Electron Content),
WVC (Water Vapour Content), Polar motion parameters, serta beberapa produk yang
perlu dikombinasikan dengan informasi eksternal dari sistem lain, produknya
antara lain tinggi ortometrik, undulasi geoid, dan defleksi vertikal.
Secara umum ada tiga segmen dalam sistem GPS
yaitu segmen sistem kontrol, segmen satelit, dan segmen pengguna.Satelit GPS dapat dianalogikan sebagai stasiun radio angkasa, yang diperlengkapi dengan antena-antena untuk mengirim dan menerima sinyal –sinyal gelombang. Sinyal-sinyal ini selanjutnya diterima oleh receiver GPS di/dekat permukaan bumi, dan digunakan untuk menentukan informasi posisi, kecepatan, maupun waktu. Selain itu satelit GPS juga dilengkapi dengan peralatan untuk mengontrol attitude satelit. Satelit-satelit GPS dapat dibagi atas beberapa generasi yaitu ; blok I, blok II, blok IIA, blok IIR dan blok IIF. Hingga april 1999 ada 8 satelit blok II, 18 satelit blok II A dan 1 satelit blok II R yang operasional.
Secara umum segmen sistem kontrol berfungsi mengontrol dan memantau operasional satelit dan memastikan bahwa satelit berfungsi sebagaimana mestinya
Segmen pengguna terdiri dari para pengguna satelit GPS di manapun berada. Dalam hal ini alat penerima sinyal GPS ( GPS receiver ) diperlukan untuk menerima dan memproses sinyal -sinyal dari satelit GPS untuk digunakan dalam penentuan posisi, kecepatan dan waktu. Komponen utama dari suatu receiver GPS secara umum adalah antena dengan pre-amplifier, bagian RF dengan pengidentifikasi sinyal dan pemroses sinyal, pemroses mikro untuk pengontrolan receiver, data sampling dan pemroses data ( solusi navigasi ), osilator presisi , catu daya, unit perintah dan tampilan, dan memori serta perekam data.
Berikut
adalah gambar kinerja dari GPS
Prinsip
penentuan posisi dengan GPS yaitu menggunakan metode reseksi jarak, dimana
pengukuran jarak dilakukan secara simultan ke beberapa satelit yang telah
diketahui koordinatnya. Pada pengukuran GPS, setiap epoknya memiliki empat
parameter yang harus ditentukan : yaitu 3 parameter koordinat X,Y,Z atau L,B,h
dan satu parameter kesalahan waktu akibat ketidaksinkronan jam osilator di
satelit dengan jam di receiver GPS. Oleh karena diperlukan minimal pengukuran
jarak ke empat satelit.
Ada 3 macam
tipe alat GPS, dengan masing-masing memberikan tingkat ketelitian (posisi) yang
berbeda-beda. Tipe alat GPS pertama adalah tipe Navigasi (Handheld, Handy
GPS). Tipe nagivasi harganya cukup murah, sekitar 1 – 4 juta rupiah, namun
ketelitian posisi yang diberikan saat ini baru dapat mencapai 3 sampai 6
meter. Tipe alat yang kedua adalah tipe geodetik single frekuensi
(tipe pemetaan), yang biasa digunakan dalam survey dan pemetaan yang
membutuhkan ketelitian posisi sekitar sentimeter sampai dengan beberapa
desimeter. Tipe terakhir adalah tipe Geodetik dual frekuensi yang dapat
memberikan ketelitian posisi hingga mencapai milimeter. Tipe ini biasa
digunakan untuk aplikasi precise positioning seperti pembangunan jaring titik
kontrol, survey deformasi, dan geodinamika. Harga receiver tipe geodetik
cukup mahal, mencapai ratusan juta rupiah untuk 1 unitnya.
GPS
memancarkan dua sinyal yaitu frekuensi L1 (1575.42 MHz) dan L2 (1227.60 MHz).
Sinyal L1 dimodulasikan dengan dua sinyal pseudo-random yaitu kode P
(Protected) dan kode C/A (coarse/aquisition). Sinyal L2 hanya membawa kode P.
Setiap satelit mentransmisikan kode yang unik sehingga penerima (receiver GPS)
dapat mengidentifikasi sinyal dari setiap satelit. Pada saat fitur
”Anti-Spoofing” diaktifkan, maka kode P akan dienkripsi dan selanjutnya dikenal
sebagai kode P(Y) atau kode Y.
Ketika sinyal melalui lapisan atmosfer, maka
sinyal tersebut akan terganggu oleh konten dari atmosfer tersebut. Besarnya
gangguan di sebut bias. Bias sinyal yang ada utamanya terdiri dari 2
macam yaitu bias ionosfer dan bias troposfer. Bias ini harus
diperhitungkan (dimodelkan atau diestimasi atau melakukan teknik differencing
untuk metode diferensial dengan jarak baseline yang tidak terlalu panjang)
untuk mendapatkan solusi akhir koordinat dengan ketelitian yang baik.
Apabila bias diabaikan maka dapat memberikan kesalahan posisi sampai dengan
orde meter.
Pada sistem
GPS terdapat beberapa kesalahan komponen sistem yang akan mempengaruhi
ketelitian hasil posisi yang diperoleh. Kesalahan-kesalahan tersebut
contohnya kesalahan orbit satelit, kesalahan jam satelit, kesalahan jam
receiver, kesalahan pusat fase antena, dan multipath. Hal-hal lainnya juga ada
yang mengiringi kesalahan sistem seperti efek imaging, dan noise.
Kesalahan ini dapat dieliminir salah satunya dengan menggunakan teknik
differencing data.
Metoda
penentuan posisi dengan GPS pertama-tama terbagi dua, yaitu metoda absolut, dan
metoda diferensial. Masing-masing metoda kemudian dapat dilakukan dengan
cara real time dan atau post-processing. Apabila obyek yang ditentukan
posisinya diam maka metodenya disebut Statik. Sebaliknya apabila obyek
yang ditentukan posisinya bergerak, maka metodenya disebut kinematik.
Selanjutnya lebih detail lagi kita akan menemukan metoda-metoda seperti SPP,
DGPS, RTK, Survei GPS, Rapid statik, pseudo kinematik, dan stop and go, serta
masih ada beberapa metode lainnya.
Untuk
aplikasi sipil, GPS memberikan nilai ketelitian posisi dalam spektrum yang
cukup luas, mulai dari meter sampai dengan milimeter. Sebelum mei 2000
(SA on) ketelitian posisi GPS metode absolut dengan data psedorange mencapai 30
– 100 meter. Kemudian setelah SA off ketelitian membaik menjadi 3 – 6
meter. Sementara itu Teknik DGPS memberikan ketelitian 1-2 meter, dan
teknik RTK memberikan ketelitian 1-5 sentimeter. Untuk posisi dengan
ketelitian milimeter diberikan oleh teknik survai GPS dengan peralatan GPS tipe
geodetik dual frekuensi dan strategi pengolahan data tertentu.
GPS (Global
Positioning System) adalah sistem satelit navigasi yang paling populer dan
paling banyak diaplikasikan di dunia pada saat ini, baik di darat, laut, udara,
maupun angkasa. Disamping aplikasi-aplikasi militer, bidang-bidang aplikasi GPS
yang cukup marak saat ini antara lain meliputi survai pemetaan, geodinamika,
geodesi, geologi, geofisik, transportasi dan navigasi, pemantauan deformasi,
pertanian, kehutanan, dan bahkan juga bidang olahraga dan rekreasi. Di Indonesia
sendiri penggunaan GPS sudah dimulai sejak beberapa tahun yang lalu dan terus
berkembang sampai saat ini baik dalam volume maupun jenis aplikasinya.
Blog pada WordPress.com.
Tema: ChaoticSoul oleh Bryan Veloso.