Makalah Survey tentang GPS

KATA PENGANTAR Puji syukur kami panjatkan kehadirat Allah SWT karena atas karunia-Nya sehingga saya dapat menyelesaikan makalah yang berjudul Global Positioning System ini. Makalah ini berisikan informasi tentang Global Positioning System, latar belakang, struktur jaringan, teknologi, aplikasi, dan kelebihan serta kekurangannya. Diharapkan makalah

ini

dapat

memberikan

informasi

bermanfa’at

kepada

penggunanya

tentang Global Positioning System. Saya menyadari bahwa makalah ini masih mempunyai banyak kekurangan, oleh karena itu kritik dan saran yang membangun sangat diharapkan demi kesempurnaan makalah ini. Akhir kata, kami mengucapkan terima kasih kepada semua pihak yang telah berperan serta dalam penyusunan makalah ini dari awal sampai akhir. Semoga Allah SWT senantiasa meridhai segala usaha kita. Amin.

Pontianak, 20 Januari 2014

Penyusun

MAKALAH SURVEY – GLOBAL POSITIONING SYSTEM

Page 1

BAB 1

PENDAHULUAN

1.1

Latar Belakang Seiring dengan berkembangnya ilmu pengetahuan dan teknologi, maka berkembang

pula alat-alat canggih yang dapat membantu kita dalam mengerti perkembangan tersebut. Sebagai penduduk suatu negara, kita harus dapat mengikuti perkembangan yang terjadi di negara kita maupun di negara lain. Sehingga kita tidak akan ketinggalan oleh negara lain. Salah satu alat yang dapat kita sebut canggih adalah GPS, yaitu Global Positioning Sistem. 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. 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.


Page 2

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). 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. Tentunya sangat menarik bila kita melihat fakta diatas bahwa Negara-negara adidaya rela mengeluarkan sumbangan finansial yang cukup besar untuk pengembangan alat tersebut. Perlu kiranya kita melihat keuntungan apa yang mereka peroleh sehingga pengembangannya begitu diutamakan. Dalam makalah ini kami membahas mengenai apa itu GPS dan apa manfaat GPS bagi kehidupan kita.

1.2

Tujuan Tujuan pembuatan makalah mengenai GPS ini, adalah untuk mendapatkan informasi

mengenai GPS. Diharapkan dengan adanya makalah ini, pembaca dapat lebih mengerti mengenai GPS dengan lebih jelas.


Page 3

BAB 2

PEMBAHASAN

A. Pengertian Global Positioning System atau yang biasa disingkat dengan GPS

adalah alat

navigasi elektronik yang menerima informasi dari 4 - 12 satelit sehingga GPS bisa memperhitungkan posisi di mana kita berada di Bumi. Satelit GPS tidak mentransmisikan informasi posisi kita, yang ditransmisikan satelit adalah posisi satelit dan jarak penerima GPS kita dari satelit. Informasi ini diolah alat penerima GPS kita dan hasilnya ditampilkan kepada kita. GPS sebenarnya adalah proyek Departemen Pertahanan Amerika Serikat (AS) yang memberinya nama resmi NAVSTAR (NAVigation Satellite Timing And Ranging). Bagian utama dari sistem GPS adalah 24 satelit yang mengorbit Bumi di ketinggian 20.200 kilometer. Orbit satelit dirancang sehingga setiap titik di Bumi dapat melihat paling sedikit empat satelit pada setiap saat. Tiap satelit mengitari bumi kira-kira sekali dalam 12 jam dengan kecepatan sekitar 11.000 kilometer per jam. Satelit GPS mempunyai panel-panel pengumpul tenaga Matahari untuk membangkitkan energi listrik yang diperlukannya. Selain itu juga ada baterai yang menyimpan tenaga listrik dan mempergunakannya saat satelit tidak memperoleh sinar Matahari.


Page 4

B. Pengenalan Sistem Global Positioning System (GPS) GPS (Global Positioning System) adalah sebuah sistem navigasi berbasiskan radio yang menyediakan informasi koordinat posisi, kecepatan, dan waktu kepada pengguna di seluruh dunia. Jasa penggunaan satelit GPS tidak dikenakan biaya. Pengguna hanya membutuhkan GPS receiver untuk dapat mengetahui koordinat lokasi. Keakuratan koordinat lokasi tergantung pada tipe GPS receiver. GPS terdiri dari tiga bagian yaitu satelit yang mengorbit bumi (Satelit GPS mengelilingi bumi 2x sehari), stasiun pengendali dan pemantau di bumi, dan GPS receiver (alat penerima GPS). Satelit GPS dikelola oleh Amerika Serikat. Alat penerima GPS inilah yang dipakai oleh pengguna untuk melihat koordinat posisi. Selain itu GPS juga berfungsi untuk menentukan waktu (Sutrisnono, 2008). Contoh Alat Global Positioning System (GPS)


Page 5

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. 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 (Wikipedia, 2009). Satelit 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 (GPS Receiver) dapat mengidentif ikasi 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. Penghitungan posisi dilakukan dengan 2 cara yaitu dengan kode C/A dan kode P(Y). GPS receiver menghitung jarak antara GPS receiver dengan satelit (pseudorange). Ada tiga jenis alat GPS. Tipe pertama adalah GPS Navigasi, GPS Navigasi biasanya memiliki tingkat kesalahan


Page 6

dibawah 10 m (rata-rata GPS tipe ini memiliki kesalahan 3 sampai dengan 6 meter), Harga GPS Navigasi berkisar dari Rp 750 ribu sampai dengan Rp 10 juta-an). Tipe kedua adalah tipe GPS Geodesi single frekuensi, GPS Geodesi single frekuensi biasanya digunakan untuk pemetaan, tingkat kesalahan dibawah 1 m, GPS Geodesi tipe ini dijual sekitar 20 -30 jutaan. GPS tipe terakhir adalah GPS tipe Geodetik dual frekuensi, GPS ini memiliki tingkat ketelitian yang tinggi dan tingkat kesalahannya di bawah 1 cm. GPS Geodesi dual frekuensi digunakan untuk mengukur pergerakan tanah (Anonimous, 2009).

C. Cara Kerja Sistem GPS Setiap satelit mentransmisikan dua sinyal yaitu 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 (perangkat 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. Perangkat GPS yang dikhususkan buat sipil hanya menerima kode C/A pada sinyal L1 (meskipun pada perangkat GPS yang canggih dapat memanfaatkan sinyal L2 untuk memperoleh pengukuran yang lebih teliti. Perangkat GPS menerima sinyal yang ditransmisikan oleh satelit GPS. Dalam menentukan posisi, kita membutuhkan paling sedikit 3 satelit untuk penentuan posisi 2 dimensi (lintang dan bujur) dan 4 satelit untuk penentuan posisi 3 dimensi (lintang, bujur, dan ketinggian). Semakin banyak satelit yang diperoleh maka akurasi posisi kita akan semakin tinggi. Untuk mendapatkan sinyal tersebut, perangkat GPS harus berada di ruang terbuka. Apabila perangkat GPS kita berada dalam ruangan atau kanopi yang lebat dan daerah kita


Page 7

dikelilingi oleh gedung tinggi maka sinyal yang diperoleh akan semakin berkurang sehingga akan sukar untuk menentukan posisi dengan tepat atau bahkan tidak dapat menentukan posisi.

Perangkat GPS menerima sinyal dari satelit dan kemudian melakukan perhitungan sehingga pada tampilan umumnya kita dapat mengetahui posisi (dalam lintang dan bujur), kecepatan, dan waktu. Disamping itu juga informasi tambahan seperti jarak, dan waktu tempuh. Posisi yang ditampilkan merupakan sistem referensi geodetik WGS-84 dan waktu merupakan referensi USNO (U.S. Naval Observatory Time) (Jangwahyu, 2009). Skema Sistematika Kerja GPS 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


Page 8

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 (Anonimous, 2007). 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 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. 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 (Weli, 2009). MAKALAH SURVEY – GLOBAL POSITIONING SYSTEM

Page 9

D. Penggunaan dan Aplikasi dari GPS 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. Contoh beberapa bidang yang membutuhkan terapan dari penggunaan GPS: 1. Militer, GPS digunakan untuk keperluan perang, seperti menuntun arah bom, atau mengetahui posisi pasukan berada. Dengan cara ini maka kita bisa mengetahui mana teman mana lawan untuk menghindari salah target, ataupun menetukan pergerakan pasukan. 2. Navigasi, GPS banyak juga digunakan sebagai alat navigasi seperti kompas. Beberapa jenis kendaraan telah dilengkapi dengan GPS untuk alat bantu nivigasi, dengan menambahkan peta, maka bisa digunakan untuk memandu pengendara, sehingga pengendara bisa mengetahui jalur mana yang sebaiknya dipilih untuk mencapai tujuan yang diinginkan. 3. Sistem Informasi Geografis, Untuk keperluan Sistem Informasi Geografis, GPS sering juga diikutsertakan dalam pembuatan peta, seperti mengukur jarak perbatasan, ataupun sebagai referensi pengukuran.


Page 10

4. Sistem pelacakan kendaraan, Kegunaan lain GPS adalah sebagai pelacak kendaraan, dengan bamtuan GPS pemilik kendaraan/pengelola armada bisa mengetahui ada dimana saja kendaraannya/aset bergeraknya berada saat ini. 5. Pemantau gempa, Bahkan saat ini, GPS dengan ketelitian tinggi bisa digunakan untuk memantau pergerakan tanah, yang ordenya hanya mm dalam setahun. Pemantauan pergerakan tanah berguna untuk memperkirakan terjadinya gempa, baik pergerakan vulkanik ataupun tektonik (Endang, 2008). Selain teknologi GPS, dibeberapa Negara di belahan dunia ini, ada beberapa teknologi yang mirip dengan GPS dikembangkan oleh Negara-negara tersebut untuk kepentingannya. Beberapa jenis sistem tersebut diantaranya adalah: 1. Beidou — Sistem lokal di RRC yang akan dikembangkan menjadi sistem internasional bernama COMPASS. 2. Galileo — Sistem yang sedang dikembangkan oleh Uni Eropa, dengan bantuan dari RRC, Israel, India, Moroko, Arab Saudi, Korea Selatan, dan Ukraina. 3. GLONASS — Sistem milik Rusia yang sedang diperbaiki. 4. Indian

Regional

Navigational

Satellite

System

(IRNSS) — Sistem

yang

dikembangkan India (Wikipedia, 2009).

E. Kelebihan dan Kekurangan GPS Kelebihan : 

GPS untuk Navigasi.



Solusi Tracking System di Bidang Militer



Survei dan Pengukuran


Page 11

Kelemahan : 

Rata-rata format peta Indonesia biasanya memakai datum dari Jakarta (0 derajat). Kebanyakan alat GPS tidak punya format ini sehingga kita harus memakai Latitude & Longitude. Di negara lain bisa membaca GPS kita dan langsung bisa melihat posisi kita di peta.



Langit langsung – Alat GPS perlu melihat langsung satelit untuk menerima informasi. Oleh karena itu, kita tidak bisa memakai GPS dalam rumah, atau terlalu dekat gedung-gedung yg tinggi, atau dlm lembah, atau di bawah hutan lebat.



Bahasa - Dengan GPS Garmin Kita bisa memilih bahasa yang dipakai. Tetapi bahasa yang tersedia hanya bahasa-bahasa Eropa belum bahasa Indonesia atau Melayu.



Baterai – Jika baterai habis, tidak ada cadangan bantuan navigasi. Biasanya alat GPS memakai 4 baterai AA dan cepat habis kalau dipakai terus-menerus (10 - 36 jam, tergantung model).



Elektronik - Sama seperti alat elekronik lain yang bisa rusak jika jatuh atau terkena air



Walaupun alat GPS bisa menghitung ketinggian, biasanya kesalahan cukup besar dan kurang cocok untuk membantu sebagai informasi navigasi di daerah pegunungan.


Page 12

BAB III

PENUTUP



Berdasarkan literatur Sutrisnono (2008), maka dapat disimpulkan bahwa GPS adalah sebuah sistem navigasi berbasiskan radio GPS (Global Positioning System) yang merupakan sistem navigasi satelit yang dikembangkan oleh Departemen Pertahanan Amerika Serikat (US DoD = United States Department of Defense). GPS memungkinkan kita mengetahui posisi geografis kita (lintang, bujur, dan ketinggian di atas permukaan laut). Jadi dimanapun kita berada di muka bumi ini, kita dapat mengetahui posisi kita dengan tepat.



Berdasarkan

literature

Jangwahyu

(2009),

Setiap

satelit

GPS

bekerja

dengan

mentransmisikan dua sinyal yaitu 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). 

Berdasarkan literature Anonimous (2007), tidak semua GPS receiver itu menyediakan informasi dengan tingkat keakuratan yang sama. Masing-masing GPS berbeda keakuratannya sesuai tingkat harga dan peruntukan penggunaannya.



Berbagai aplikasi terapan dan penggunaan yang dapat dilakukan dengan GPS misalnya untuk bidang militer, sistem navigasi, informasi geografi, yang semuanya itu berdasar pada penggunaan informasi yang disediakan GPS.



Global Positioning System adalah alat yang digunakan untuk mengetahui posisi seseorang pada satu saat. Yang ditransmisikan GPS bukan informasi posisi kita tetapi posisi satelit dan jarak penerima GPS kita dari satelit. Informasi ini diolah alat penerima GPS kita dan hasilnya ditampilkan kepada kita.


Page 13



GPS memiliki banyak fungsi yang bermanfaat bagi kehidupan kita, seperti melihat lokasi di mana kita berada, menunjukkan arah untuk ke lokasi yang ingin kita tuju, sebagai kompas, menunjukkan peta lokasi suatu tempat berupa gambar jalan dan sungai.



GPS bekerja dengan cara tiap satelit mentransmisikan data navigasi dalam sinyal CDMA (Code Division Multiple Access)-sama seperti jenis sinyal untuk telepon seluler CDMA. Sinyal CDMA menggunakan kode pada transmisinya sehingga penerima GPS tetap bisa mengenali sinyal navigasi GPS walaupun ada gangguan pada frekuensi yang sama. Kode CDMA tiap satelit dipilih dengan saksama agar tidak mengganggu transmisi satelit lainnya. Satelit-satelit ini dikontrol dari 5 stasiun Bumi, 4 stasiun Bumi yang bekerja otomatis dan satu stasiun Bumi pengontrol utama. Empat stasiun Bumi otomatis hanya berfungsi menerima data dari satelit GPS dan meneruskan informasi itu ke stasiun pengontrol utama. Stasiun pengontrol utama memberikan koreksi data navigasi ke satelitsatelit GPS. Bagian akhir dari sistem GPS ini adalah alat penerima GPS yang akhirnya menghitung semua data, melakukan korelasi, dan menampilkan data posisi di layar display. Kita tidak bisa memakai GPS di tempat tertutup atau terhalang gedung-gedung tinggi karena alat GPS perlu melihat langsung satelit untuk menerima informasi. Dengan GPS Garmin bahasa yang tersedia hanya bahasa-bahasa Eropa saja. Jenis baterai AA dan jika baterai habis, tidak ada cadangan bantuan navigasi. Kelemahan alat GPS yaitu kesalahan untuk menghitung ketinggian cukup besar dan kurang cocok untuk membantu sebagai informasi navigasi di daerah pegunungan. Aplikasi GPS sangat beragam dan tidak terbatas pada hal-hal yang berhubungan dengan penentuan posisi saja. Dibandingkan dengan peralatan navigasi lain, penerima GPS paling mudah. GPS juga digunakan untuk radar,membimbing pesawat tanpa awak dan rudal-rudal jarak jauh, mempelajari kebiasaan migrasi satwa laut, memantau perjalanan truk-truk kontainer dan


Page 14

kereta api. GPS juga digunakan membuat peta dan membantu bermain golf, mendapatkan posisi satelit lainnya.


Page 15

DAFTAR PUSTAKA Http://cikalnetwork.blogspot.com/2013/08/global-positioning-system-gps.html Http://asiklohpedia.blogspot.com/2009/11/global-positioning-system-gps-program.html Http://id.garmin.com/aboutgps/PenggunaanGPSdiberbagaiindustry Http://lanibin.millahibrahim.net/SejarahmuculnyaGPS Http://id.wikipedia.org/ Http://depdiknas.go.id/


Page 16

Makalah Survey tentang GPS

Recommend Documents