PENENTUAN
POSISI DENGAN GPS
Disampaikan
Dalam Acara Workshop Geospasial Untuk Guru
Oleh
Ir.Endang,M.Pd, Widyaiswara BIG
|
|
BADAN
INFORMASI GEOSPASIAL
(BIG)
Jln.
Raya Jakarta Bogor Km. 46 Cibinong, Bogor 16911
Telp.021.8754601,
Fax.021 8763856.Email : diklat@big.go.id
|
A. PENDAHULUAN
Posisi suatu obyek atau titik diatas
permukaan bumi dapat ditentukan dengan berbagai cara atau metoda. Metoda
konvensional yang sudah banyak dilakukan beberapa tahun yang lalu adalah dengan
menggunakan alat-alat optik seperti metoda triangulasi, trilatersasi,
triangulaterasi dan poligon. Dalam metoda ini antar obyek harus saling
terlihat, sehingga kemampuan cakupan pekerjaan ini relatif terbatas dan
memerlukan waktu yang lama dan biaya yang mahal.
Dalam menentukan posisi titik-titik
ada persyaratan teknis yang harus dipenuhi diantaranya adalah tersedianya
koordinat titik awal, jarak, dan arah. Untuk mendapatkan parameter-parameter
tersebut seperti lintang dan bujur, maka dilakukan pengamatan dengan
menggunakan metoda Astronomi.
Dengan adanya kemajuan teknologi
dibidang penentuan posisi, dimana obyek yang diamati tidak lagi benda-benda
langit seperti bintang, matahari dan benda angkasa lainnya. Maka wahananya
diganti menjadi satelit, mulai dari satelit dopller dan sekarang sudah
menggunakan satelit navigasi, dengan menggunakan metoda Global Positioning
System (GPS).
Metoda penentuan posisi dengan GPS
ini pertama kali dikembangkan oleh Departemen Pertahanan Amerika Serikat untuk
kepentingan pertahanan, tetapi sejak tahun 1980 mulai diperkenankan untuk
kepentingan sipil, salah satu diantaranya adalah untuk mendukung penentuan
posisi dalam rangka pembuatan peta.
Satelit yang digunakan adalah
satelit NavStar (Navigation Satelit And Range), jumlah satelit ini seluruhnya
ada 24 dan mengorbit dalam 6 bidang orbit, masing-masing orbit diisi oleh 4
satelit. Satelit berada di ketinggian 20.000 km dari atas permukaan bumi,
satelit melintas 2 kali dalam satu hari.
Pada saat ini ada beberapa negara
yang sudah meluncurkan satelit navigasi ini seperti rusia namanya galileo, dan
china. Sehingga diruang angkasa ini sudah banyak satelit yang mengorbit, tetapi
tidak semua receiver dapat menerima satelit-satelit tersebut, tergantung dari
fasilitas softwarenya.
B. Komponen Sistem GPS
Ada tiga segmen penting dalam konsep
penentuan posisi dengan menggunakan teknologi GPS, yaitu :
1.
Segmen Kontrol
Segmen kontrol secara umum berfungsi untuk
mengkontrol mengenai kelayakan satelit
yang mengorbit, karena pada dasarnya satelit harus tetap berada pada lintasan orbit yang telah ditentukan pada
saat diluncurkan, tetapi karena ada pengaruh
gaya-gaya sehingga keluar dari bidang orbit yang sebenarnya, sehingga bisa mengakibatkan posisi titik
dibumi yang mengamati satelit itu ketelitian
menjadi berkurang. Penyimpangan sebesar 30 meter dari bidang orbit sebenarnya masing diperbolehkan (Dr.
Hasanudin). Untuk maka tugas stasion kontrol
memposisikan satelit tersebut pada tempat yang sebenarnya. Stasion kontrol ini ditempatkan di lima negara
yaitu a. Colorado,b. Hawai, c.Ascension Island,d.Diego
Garcio, e.Kwajaelin.
2.
Segmen Satelit
Segmen ini berisikan satelit yang ada
diangkasa dengan karakteristik sebagai berikut
:
a. Ada 24 satelit yang operasional dan 3 cadangan
b. Tinggi satelit sekitar
20.000 km dari permukaan bumi
c. Orbit satelit hampir
berbentuk lingkaran dengan periode orbit
hampir 12 jam
d. Bumi dibagi dalam 6 bidang
orbit dengan sudut inklinasi sebesar 55°
e. Kecepatan satelit pada
orbitnya sekitar 4 km/detik
f. Satelit
GPS yang didukung oleh energi surya
g. GPS
satelit pertama diluncurkan pada tahun 1978.
h. Memilik 2 (dua) frekwensi yaitu L1 =1575,42 MHz dan L2 = 1227.60 MHz
3.
Segmen User (Pemakai)
Segmen ini merupakan pemakai yang
menggunakan untuk penentuan posisi, dalam
hal ini maka setiap pemakai harus memiliki alat penerima sinyal satelit berupa receiver. Receiver dipasaran
bermacam-macam sesuai dengan kebutuhan
dan kegunaannya pemakai, dengan merk yang bervariasi.Harga receiver ini tergantung dari jenis dan
kemampuan yang dimilikinya, untuk itu maka dalam
pengadaan receiver GPS harus disesuaikan dengan kebutuhan, supaya bisa efektif dan efisien.
C. Prinsip Dasar Penentuan
Posisi Dengan GPS
Prinsip penentuan posisi dengan GPS,
sama dengan metoda penentuan posisi perpotongan ke belakang atau reseksi.
Posisi suatu obyek bisa ditentukan koordinatnya, apabila kita mengamati
beberapa obyek yang telah diketahui koordinatnya. Dalam penentuan posisi dengan
di GPS satelit-satelit yang mengirimkan sinyal ke receiver posisi koordinatnya
telah diketahui. Jarak dari satelit ke receiver dapat dihitung berdasarkan
panjang gelombang dikalikan dengan waktu tempuh sinyal merambat. r= frek.∆t. Pengukuran jarak harus dilakukan
secara simultan ke beberapa satelit. Lihat gambar 1
Gambar
1.
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.
D. Sinyal GPS
GPS satelit mentransmisikan
dua sinyal radio daya rendah, ditunjuk L1 dan L2. GPS sipil menggunakan
frekuensi L1 dengan panjang gelombang 1575,42 MHz dan L2 dengan panjang gelombang 1227.60 MHz.
Sebuah
sinyal GPS mengandung tiga bit informasi yang berbeda yaitu :
1. Kode
pseudorandom,
Kode pseudorandom hanyalah sebuah I.D. kode
yang mengidentifikasi informasi transmisi
satelit.
2.
Data ephemeris
berisi informasi penting tentang status
tanggal (sehat atau tidak sehat) satelit, dan waktu.
3.
Data almanak.
Setiap satelit mentransmisikan data almanak
menunjukkan informasi orbit untuk satelit
tersebut
E. Faktor-faktor Mempengaruhi Sinyal GPS
Faktor-faktor yang menurunkan
kulaitas sinyal GPS dan mempengaruhi ketelitian adalah sebagai berikut :
1. Ionosfer dan troposfer
2. Multipath
3. Kesalahan jam Receiver
4. Kesalahan Orbital
5. Jumlah satelit terlihat
6. Satelit geometri / shading
7. Degradasi Disengaja dari sinyal satelit -
Selective Availability (SA)
F.
Macam-Macam Receiver
Dipasaran
banyak sekali jenis dan type receiver yang dijual untuk berbagai kebutuhan.
Secara umum ada 3 jenis receiver yaitu :
1. Receiver type navigasi
2. Receiver type pemetaan
3. Receiver type Geodetik
G.
Metoda Penentuan Posisi Dengan GPS
Secara umum metoda penentuan posisi
dengan GPS dibagi dalam 2 kelompok besar yaitu :
1.
Penentuan posisi secara absolut
Penentuan posisi dengan metoda absolut
hanya dengan menggunakan satu
receiver saja, dan itu bisa dilakukan secara statik atau kinematik, ketelitian sangat rendah dalam tingkatan meter.
Model pengukuran seperti hanya dipakai untuk
mendukung survei pendahuluan atau untuk kepentingan pembuatan Sistem Informasi Geografi, yang tidak memerlukan
ketelitian tinggi. Lihat gambar 2a dan gambar
2b.
 |
|
|
|
|
Gambar
2b. Pengukuran Posisi statik secara Absolut
2.
Penentuan posisi secara differensial (relatif)
Penentuan posisi dengan model differensial
akan memberikan ketelitian yang sangat
tinggi sesuai dengan yang direkomendasikan oleh pihak pabrik. Dalam pelaksaannya pengukuran harus dilakukan denga
menggunakan 2 unit receiver type geodetik atau pemetaan baik yang single
frekwensi atau double frekwensi. Satu unit alat diletakan ditempat yang telah
diketahui koordinat, dan satu lagi ditempat yang akan ditentukan koordinatnya
atau biasa di sebut Rover.
Pengamatan dilakukan secara simultan, dengan
lama pengatamatan sesuai dengan keadaan tingkat keterbukaannya lokasi dan jarak
antar titiknya. Hasil yang didapatkan harus melalui pengolahan data dengan
menggunakan software komersial atau scintific tergantung keperluan. Data yang
diolah adalah berupa gelombang carrier phase bukan psudorange. Lihat gambar 3a
dan gambar 3b. Selain melalui pengolahan data ada juga penetuan posisi secara
Real Time Kinematik atau DGPS. Model pengamatan secara RTK sudah banyak
digunakan terutama di Badan Pertanahan Nasional dalam pengukuran untuk
sertipikat. Tetapi model RTK memiliki keterbatasan dimana dilokasi pengamatan
harus clear bebas dari pepohonan dan bangunan yang akan menghambat sinyak
merambat. Lihat gambar 4a dan 4b
Gambar
3a. Penentuan Posisi Statik Secara Relatif
Gambar
3b. Penentuan Posisi Statik Secara Relatif
Gambar
4a. Penentuan Posisi Model RTK
Gambar
4b. Penentuan Posisi Model DGPS
H. Aplikasi GPS
Teknologi
penentuan posisi dengan metoda GPS ini banyak dan sangat beragam diantaranya
yaitu :
a.
Dibidang survei dan pemetaan
b.
Dibidang Penataan Tata Batas wilayah
b.
Penelitian pergerakan lempeng tektonik
c.
Dibidang transportasi
d.
Dibidang Olah raga
Sign up here with your email
ConversionConversion EmoticonEmoticon