Modul Operasionalisasi GPS

1. Pengertian GPS

Global Positioning System (GPS) adalah sistem untuk menentukan letak di permukaan bumi dengan menggunakan satelit. Sistem ini menggunakan 24 satelit yang mengirimkan sinyal gelombang mikro ke bumi. Lalu sinyal ini diterima oleh bumi dan diterima oleh pengguna yang menggunakan alat receiver penerima sinyal gelombang mikro dari satelit yang digunakan untuk menentukan posisi, arah, letak, kecepatan dan waktu. Sistem ini dikembangkan oleh Departemen Pertahanan Amerika Serikat, dengan nama lengkapnya NAVSTAR GPS yang pertama kali diperkenalkan mulai tahun 1978. Satelit pada GPS memiliki orbit elipse, dengan masing-masing orbit memiliki 4 satelit. Tinggi orbit dari satelit tersebut adalah 20 km dengan periode 10 jam 58 menit. Kecepatan orbit dari satelit GPS adalah 4 km/det, sehingga 4 s/d 10 satelit terlihat setiap saat dari setiap tempat di bumi. Fungsi dari satelit ini sendiri adalah untuk menerima dan menyimpan data yang ditransmisikan oleh stasiun-stasiun pengontrol. Selain itu, satelit ini berfungsi untuk menyimpan dan menjaga info waktu dalam satelit yang akurat, juga memancarkan secara kontinu info pada panjang gelombang.

Penentuan posisi GPS digambarkan dengan menggunakan nilai koordinat X dan Y atau garis bujur dan garis lintang. Sehingga sistem ini digunakan untuk menentukan posisi pada permukaan bumi dengan bantuan sinkronisasi sinyal satelit. Selain menentukan lokasi dengan garis bujur dan garis lintang, GPS juga menggunakan sistem koordinat Garis Melintang Universal Merkator (UTM). UTM adalah sistem koordinat proyektif di seluruh dunia. Pengukuran jarak dari utara ke timur dengan menggunakan titik referensi untuk memperoleh tampilan. UTM adalah sistem koordinat utama yang digunakan oleh Survei Geologi Amerika Serikat untuk peta topografi. Sistem dari UTM ini adalah sebagai berikut, seluruh wilayah yang ada di permukaan bumi dibagi menjadi 60 zona bujur. Zona 1 dimulai dari lautan teduh, menuju ke timur dan berakhir di tempat berawalnya zona 1. Masing-masing zona bujur memiliki lebar 6 derajat atau sekitar 667 kilometer. Dengan demikian, penamaan setiap zona UTM adalah koordinasi antara kode angka (garis bujur) dan kode huruf (garis lintang). Sebagai contoh kabupaten Garut terletak pada zona 47 M dan 48M, sedangkan kabupaten Jember terletak di zona 49M.

Dalam menerima sinyal berupa gelombang elektromagnetik dari satelit, ada beberapa gangguan yang harus diperhatikan oleh pengguna dalam menerima sinyal tersebut. Yang pertama adalah, adanya awan/mendung yang sangat tebal di atmosfir sehingga sinyal satelit mengalami gangguan atau terhambat sehingga sinyal dari satelit tidak dapat diterima oleh GPS dengan sempurna. Yang kedua adalah adanya kerusakan pada GPS itu sendiri karena terhempas ataupun karena instrumennya sehingga tidak dapat dipergunakan sebagaimana mestinya. Yang ketiga

adalah sinyal satelit terpantulkan oleh panjang gelombang/bahan yang menghambat kinerja GPS, seperti : pangkalan militer, istana kepresidenan, NASA, CIA, dll. Tempat-tempat tersebut biasanya memiliki tameng atau pelindung terhadap pancaran gelombang elektromagnetik sehingga keberadaannya sulit untuk dideteksi.

Yang keempat adalah orbital satelit mengalami gangguan/perubahan jadwal perputaran satelit. Biasanya hal ini dikarenakan adanya kepentingan lain yang lebih mendesak sehingga penyedia jasa satelit mengalihkan rutenya. Dan yang terakhir adalah adanya faktor-faktor lain misalnya, terjadi perang bintang/perang spionase udara (USSR-USA) ataupun terjadinya kebangkrutan suatu penyedia jasa peralatan GPS.

2. Prinsip Kerja GPS

Ada tiga bagian penting dari sistem GPS ini, yaitu bagian kontrol, bagian angkasa, dan bagian pengguna. Bagian pengontrol memiliki beberapa fungsi, yaitu untuk sinkronisasi waktu, prediksi orbit, injeksi data, dan monitor kesehatan satelit. Setiap satelit dapat berada diluar orbit sehingga bagian ini melacak orbit satelit lokasi ketinggian dan kecepatan. Sinyal-sinyal dari satelit diterima oleh bagian kontrol dikoreksi dan dikirimkan kembali ke satelit. Koreksi data lokasi yang tepat dari satelit ini disebut dengan data ephemeris yang nantinya akan di kirimkan kepada alat navigasi kita.

Gambar 1. Skema kerja sistem kontrol GPS

Yang kedua adalah bagian angkasa. Bagian ini terdiri dari kumpulan satelit-satelit yang berada di orbit bumi, sekitar 12.000 mil diatas permukaan bumi. Kumpulan satelit-satelit ini diatur sedemikian rupa sehingga alat navigasi setiap saat dapat menerima paling sedikit sinyal dari empat buah satelit. Sinyal satelit ini dapat melewati awan, kaca, atau plastik, tetapi tidak dapat melewati gedung atau gunung. Satelit mempunyai jam atom, dan juga akan memancarkan informasi ‘waktu/jam’ ini. Data ini dipancarkan dengan kode ‘pseudo-random’. Masing-masing satelit memiliki kodenya sendiri-sendiri. Nomor kode ini biasanya akan ditampilkan di alat navigasi, maka kita bisa melakukan identifikasi sinyal satelit yang sedang diterima alat tersebut.

Data ini berguna bagi alat navigasi untuk mengukur jarak antara alat navigasi dengan satelit, yang akan digunakan untuk mengukur koordinat lokasi. Kekuatan sinyal satelit juga akan membantu alat dalam penghitungan. Kekuatan sinyal ini lebih dipengaruhi oleh lokasi satelit, sebuah alat akan menerima sinyal lebih kuat dari satelit yang berada tepat diatasnya (bayangkan lokasi satelit seperti posisi matahari ketika jam 12 siang) dibandingkan dengan satelit yang berada di garis cakrawala (bayangkan lokasi satelit seperti posisi matahari terbenam/terbit).

Ada dua jenis gelombang yang saat ini dipakai untuk alat navigasi berbasis satelit pada umumnya, yang pertama lebih dikenal dengan sebutan L1 pada 1575.42 MHz. Sinyal L1 ini yang akan diterima oleh alat navigasi. Satelit juga mengeluarkan gelombang L2 pada frekuensi 1227.6 Mhz. Gelombang L2 ini digunakan untuk tujuan militer dan bukan untuk umum.

Yang ketiga adalah bagian pengguna. Receiver atau pengguna terdiri dari berbagai pengguna yang memanfaatkan GPS. Bagian ini terdiri dari alat navigasi yang digunakan. Satelit akan memancarkan data almanak dan ephemeris yang akan diterima oleh alat navigasi secara teratur. Data almanak berisikan perkiraan lokasi (approximate location) satelit yang dipancarkan terus menerus oleh satelit. Data ephemeris dipancarkan oleh satelit, dan valid untuk sekitar 4-6 jam. Untuk menunjukkan koordinat sebuah titik (dua dimensi), alat navigasi memerlukan paling sedikit sinyal dari 3 buah satelit. Untuk menunjukkan data ketinggian sebuah titik (tiga dimensi), diperlukan tambahan sinyal dari 1 buah satelit lagi.Dari sinyal-sinyal yang dipancarkan oleh kumpulan satelit tersebut, alat navigasi akan melakukan perhitungan-perhitungan, dan hasil akhirnya adalah koordinat posisi alat tersebut. Makin banyak jumlah sinyal satelit yang diterima oleh sebuah alat, akan membuat alat tersebut menghitung koordinat posisinya dengan lebih tepat.

Gambar 2. Skema kerja sistem pengguna GPS

Sedangkan secara logic, terdapat 5 langkah cara kerja dari GPS. Yang pertama adalah memakai perhitungan “triangulation” dari satelit. Yang kedua adalah GPS mengukur jarak menggunakan travel time sinyal radio dengan menggunakan perhitungan triangulation. Untuk mengukur travel time, GPS memerlukan akurasi waktu yang tinggi. Untuk perhitungan jarak,

kita harus tahu dengan pasti posisi satelit dan ketinggian orbitnya. Yang terakhir harus mengoreksi delay sinyal waktu perjalanan di atmosfer sampai diterima oleh receiver.

3. Manfaat dan Kegunaan GPS

Ada dua jenis GPS berdasarkan fungsinya yaitu GPS Tracking dan DGPS. GPS Tracking adalah teknologi AVL (Automated Vehicle Locater) yang memungkinkan pengguna untuk melacak posisi kendaraan, armada ataupun mobil dalam keadaan Real-Time. GPS Tracking memanfaatkan kombinasi teknologi GSM dan GPS untuk menentukan koordinat sebuah obyek, lalu menerjemahkannya dalam bentuk peta digital. DGPS (Differential Global Positioning System) adalah sebuah sistem atau cara untuk meningkatkan GPS, dengan menggunakan stasiun darat, yang memancarkan koreksi lokasi. Dengan sistem ini, maka ketika alat navigasi menerima koreksi dan memasukkannya kedalam perhitungan, maka akurasi alat navigasi tersebut akan meningkat. Oleh karena menggunakan stasiun darat, maka sinyal tidak dapat mencakup area yang luas.

Secara umum ada beberapa manfaat dan kegunaan dari GPS. Yaitu sebagai alat yang digunakan dalam dunia militer, seperti untuk keperluan perang, dan mengetahui posisi pasukan berada. Yang kedua adalah sebagai alat navigasi. GPS banyak digunakan sebagai alat navigasi seperti kompas. Beberapa jenis kendaraan telah dilengkapi dengan GPS untuk alat bantu navigasi, dengan menambahkan peta maka bisa digunakan untuk memandu pengendara. Selanjutnya adalah untuk sistem informasi geografis, GPS sering diikutsertakan dalam pembuatan peta seperti mengukur jarak perbatasan, ataupun sebagai referensi pengukuran.

2. Cara Mengoperasikan GPS

Ada berbagai jenis dan merk dari GPS sendiri. Pada kali ini penulis akan membahas tentang cara pengoperasian dari Garmis GPSMap 78sc. Sebelum ke cara pengoperasiannya, berikut fungsi dari masing-masing tombol yang ada pada alat gps tersebut :

Gambar 1. GPS Garmin GPSMAP 78sc

- Tombol ON/OFF : Berfungsi untuk menghidupkan atau mematikan receiver atau untuk mengatur terang/gelap layar.

- Tombol zoom in dan zoom out : Berfungsi untuk memperbesar atau memperkecil tampilan peta pada layar.

- Tombol Find : Berfungsi untuk menampilkan menu find, berguna untuk navigasi mencari suatu titik yang telah diketahui koordinatnya (waypoints)

- Tombol Quit : Berfungsi untuk keluar dari suatu tampilan menu atau kembali ke halaman sebelumnya.

- Tombol Rocker : Berfungsi untuk memilih menu atau menggerakkan kursor pada tampilan layar.

- Tombol Page : Berfungsi untuk pindah dari tampilan halaman satu ke halaman berikutnya

- Tombol Menu : Berfungsi untuk menampilkan option masing-masing tampilan halaman atau kalau ditekan 2 kali akan menampilkan halaman utama.

- Tombol Enter : Berfungsi untuk memilih menu/submenu dan untuk memasukkan data.

Oleh karena kita menggunakan Garmin Gpsmap 78s maka di bawah ini adalah langkah-langkah untuk mengoperasikan garmin gpsmap 78s :

2.1 Untuk Mendapatkan Sinyal Satelit

1 . Pergi ke tempat yang terbuka .

2 . Hidupkan perangkat.

3 . Tunggu sementara perangkat mencari satelit . ada tanda tanya berkedip saat perangkat menentukan lokasi Anda .

4 . Dengan cepat tekan tombol power untuk membuka halaman status backlight .

Balok GPS menunjukkan kekuatan satelit . Ketika bar berwarna hijau , perangkat telah mendapatkan sinyal satelit.

2.2 Waypoints

Waypoints adalah dimana kita menandai suatu poposi dimana kita berada, GPS akan mencatat titik titik yang telah kita buat. Langkah-langkah untuk membuat waypoint yaitu dari halaman mana saja kita bias langsung menekan tombol mark dan kemudian pilih done, maka kita telah membuat satu titik. Untuk mengedit waypoints yang telah kita buat yaitu sebagai berikut :

1 . Dari menu utama , pilih Waypoint Manager.

2 . Pilih waypoint.

3 . Pilih atribut ( seperti name atau location ).

4 . Masukkan informasi baru.

5 . Pilih done.

Untuk menghapus waypoint :

1 . Dari menu utama , pilih Waypoint Manager.

2 . Pilih waypoint yang akan dihapus.

3 . Tekan Menu.

4 . Pilih delete.

Menavigasi ke waypoint menggunakan search menu, kita dapat menggunakan menu pencarian untuk menemukan waypoint, tracks, rute, dan koordinat yang telah disimpan

1 . Dari halaman apapun, tekan find.

2 . Pilih menu Waypoints.

3 . Pilih waypoint yang diinginkan.

4 . Pilih Go.

2.3 Mengukur Jarak

Kita dapat mengukur jarak hanya dengan memindahkan kursor dari titik satu ke titik yang lainnya

1 . Dari map, tekan Menu.

2 . Pilih measure distance. Perangkat akan secara otomatis mulai mengukur dari titik lokasi dimana kita berada.

3 . lalu pindahkan kursor ke titik yang ingin di ukur, Jarak akan muncul di bagian atas halaman .

4 . Tekan quit untuk menghentikan pengukuran.

2.4 Membuat Rute Perjalanan

1 . Dari menu utama , pilih Route Planner > create Route > Pilih poin pertama.

2 . Pilih kategori.

3 . Pilih poin pertama dalam route.

4 . Pilih use.

5 . Pilih poin berikutnya .

6 . Ulangi langkah 2-5 sampai selesai. Sebuah rute harus mengandung setidaknya dua poin.

7 . Tekan quit untuk menyimpan rute.

Untuk menavigasi rute

1 . Tekan find.

2 . Pilih Routes.

3 . Pilih rute.

4 . Pilih Go.