GPS (Global Positioning System)

GPS (Global Positioning System)

A.    Sejarah Munculnya GPS

GPS (Global Positioning System) adalah sebuah peralatan navigasi yang pada awalnya didesain sebagai akibat permasalahan pasukan Amerika serikat dalam menghadapi perang Vietnam.
Salah satu kesulitan utama yang dialami pasukan di darat adalah bagaimana mereka selalu saling mengetahui posisi satu sama lain, terutama pada saat berada jauh di dalam hutan lebat.  Mereka saat itu hanya mengandalkan sistem radio yang disebut LORAN system untuk mengetahui posisi.  Namun karena banyaknya kesalahan yang diakibatkan penerimaan/pemancaran radio yang jelek, dan defleksi gelombang permukaan akibat cuaca buruk maka sistem ini kurang bisa meyakinkan untuk operasi penting pada saat itu.   Amerika Serikat kemudian mengadakan uji coba dengan 4 satelit, yang diberi nama TRANSIT.   Satelit ini memiliki orbit sangat tinggi dan digunakan untuk kepentingan militer.   Namun, sistem ini masih memiliki akurasi rendah, dan posisi hanya bisa diperoleh setiap 2 jam.   Generasi berikutnya dibangun oleh NAVSTAR dan dioperasikan secara terbatas pada tahun 1986.   Sistem ini hanya berfungsi 3-4 jam setiap hari karena satelit yang diorbitkan hanya sedikit.   Pengorbitan satelit NAVSTAR sempat tertunda karena kecelakaan  Kapal Ruang Angkasa Challenger pada tahun 1988.   Challenger rencananya akan digunakan untuk meluncurkan satelit-satelit GPS NAVSTAR.

Sistem GPS benar-benar beroperasi pada saat dimulainya Perang Teluk pada tahun 1990.   Sistem satelit blok 1 diluncurkan sebagai tambahan atas blok 2 yang sudah terlebih dahulu diorbitkan.   Total satelit yang diorbitkan adalah 21 satelit, utnuk menyediakan sistem GPS di seluruh dunia, dengan kemampuan pengiriman data setiap saat.    Departemen Pertahanan AS juga mengoperasionalkan GPS yang dipasarkan bebas mulai tahun 1990.   Sistem ini masih dipakai sampai saat ini.   Satelit-satelit GPS mengorbit terhadap bumi 2 kali sehari pada ketinggian 11.000 mil diatas bumi, dan memancarkan elevasi dan posisi dengan tepat.   Sistem penerima GPS mengolah signal, lalu mengukur interval antara saat signal dipancarkan dan diterima untuk menentukan jarak antara antara receiver GPS di bumi dan satelit.  Pada saat receiver GPS menghitung data-data tersebut dari 3 satelit minimum, lokasi di permukaan bumi dapat ditentukan dengan cepat.   Dewan industri GPS baru saja mengumumkan bahwa peralatan receiver GPS ditargetkan akan terjual sampai 8 milyar Dollar sampai tahun 2000.   Penggunaan GPS memang telah meluas dalam berbagai sektor.   Receiver GPS bahkan telah dipasang di mobil-mobil mewah, dilengkapi dengan peta jalan digital dalam CD ROM yang akan menolong pengendara untuk menuju tempat tujuan.   Receiver GPS juga akan segera di integrasikan dengan telfon selular.   GPS pada saat ini telah menjadi teman yang baik di perjalanan dan akan sangat berjasa sebagai petunjuk arah pada saat yang gawat.

Kebijaksanaan tentang penggunaan GPS sendiri diatur dalam Federal navigation Plan (FRP), yang disiapkan oleh tim gabungan dari Departemen Pertahanan dan Departemen Transportasi AS, melalui berbagai pertemuan pada tahun 1992.   Namun pada dasarnya, GPS sendiri adalah milik Departemen Pertahanan, namun pada kelanjutannya menjadi peralatan yang dipasarkan bebas.   Rencananya satelit GPS akan ditambah 2 lagi, sehingga semuanya menjadi 24 satelit.   Kemampuan penuh GPS dengan 24 satelit (blok I,II, dan IIA) akan diumumkan oleh Departemen Pertahanan AS.   Sebelum berkemampuan penuh, Full Operational Capability (FOC) maka GPS sebenarnya sudah layak dipakai untuk bernavigasi, hanya kemampuan agak rendah.   Kondisi ini dinamakan Initial Operational Capability (IOC), yang dimulai sejak 8 Desember 1993.

Kemampuan yang disediakan oleh GPS sendiri telah dikategorikan menjadi 2 jenis.   Yang pertama adalah Standart Positioning Service (SPS) dan kedua Precise Positioning Service (PPS). Sistem SPS adalah sistem yang dijual untuk pemakai diluar Departemen Pertahanan AS, termasuk yang dipakai Angkatan Bersenjata Indonesia/Australia.  SPS menyediaan frekuensi GPS L 1 yang mengandung kode Coarse Acquisition (CA) dan data navigasi.   Untuk sistem ini, Departemen Pertahanan AS sudah memberikan error signal yang menurunkan akurasi receiver  GPS untuk menghitung posisi.    Sistem GPS jenis SPS bisa diakses dengan menggunakan peralatan receiver (yang bisa dibeli di pasar bebas) setiap saat.  Kemampuan GPS type SPS sebenarnya juga sudah sangat akurat bagi keperluan non militer yaitu dengan error horizontal, 100 meter ( dijamin  95 % ) dan 300 meter ( dijamin 99.99 % ).   Untuk error vertikal adalah 140 meter ( dijamin 95 % ).   Error waktu adalah 340 nanodetik ( dijamin 95 % ).   Sedangkan GPS jenis kedua adalah GPS PPS yang memiliki keakuratan yang sangat tinggi, baik waktu, kecepatan, dan posisi.   Sayangnya, sistem GPS ini hanya digunakan oleh Departemen Pertahanan AS dan instansi lain yang diberi lisensi.   PPS akan mengirimkan data, dengan menggunakan frekuensi L1 dan L2 dan hanya untuk kepentingan militer.   Inilah strtegi dagang Amerika Serikat yang tidak mau menjual produk terbaiknya pada sembarang orang.   Hal ini sebenarnya tidak pada GPS saja, pada peralatan militer lain seperti pesawat dan senjata, selalu ada bagian-bagian yang dibatasi/dihilangkan.

GPS pada dasarnya terdiri dari 3 bagian utama yaitu SPACE, CONTROL, dan USER.   SPACE adalah 24 satelit yang ada di luar angkasa.   CONTROL adalah 5 stasiun monitor yang ada di Hawaii, Kwajalein, Ascension Island, Diego Garcia, dan Colorado Springs.   Terdapat 3 ground antenna yaitu Ascension Island, Diego Garcia, dan Kwajalein.   Sedangkan Master Control Station (MCS) berlokasi di Falcon AFB di Colorado.   Stasiun monitor selalu mengawasi satellit, dan mengecheck error data yang dipancarkan.   Data-data ini diproses di MCS untuk menentukan orbit satelit dan mengkoreksi data yang dikirim oleh satelit.   Setelah dikoreksi, data itu dikirm balik ke tiap-tiap satelit lewat ground antenna.   Dengan cara ini, satelit akan mentransmisikan data yang tepat pada semua pengguna.   Bagian ketiga adalah USER.   Para pengguna jasa GPS bisa mendapatkan/membeli receiver GPS, tentunya tipe SPS untuk bisa mengakses pancaran satelit.

B.     Cara Kerja GPS

Syarat pertama yang harus anda miliki untuk menggunakan GPS adalah GPS receiver. GPS receiver merupakan perangkat  penerima sinyal satelit GPS, perangkat  ini berfungsi untuk memperhitungkan letak koordinat berlandaskan data-data yang tersedia.

Sinyal gelombang mikro akan dipancarkan oleh setiap  satelit GPS. GPS receiver ini akan menerima sinyal-sinyal satelit yang memancarkan gelombang mikro dari setiap satelit GPS. Lalu sinyal tersebut akan mentriangulasi letak dengan cara mengkalkulasikan  lamanya perjalanan ketika satelit GPS mengirim kode sinyal dan dikalikan kecepatan cahaya yang dimaksudkan sebagai penentu jarak receiver dari satelit.

Dengan memiliki minimal 3 kode sinyal dari satelit yang berbeda, penerima sinyal GPS bisa melakukan penghitungan posisi regular satu titik koordinat letak bujur juga letak lintang bumi (Longitude dan Latitude). Dengan kata lain triangulasi digunakan  untuk mengunci lokasi ketika GPS tersebut menyala. Ketika mengunci sinyal pada satelit keempat,  GPS receiver akan  mengukur keberadaan atau letak ketinggian suatu titik di atas permukaan laut atau yang disebut Altitude.

Sinyal satelit yang dibutuhkan akan selalu dikunci dan dijaga oleh penerima sinyal GPS atau GPS receiver guna kelancaran triangulasi. Dengan begitu, GPS akan selalu mengupdate data navigasi karena receiver terus melacak untuk mendapatkan 10 hingga 12 sinyal satelit secara bersamaan. Level ketepatan informasi koordinat akan lebih tinggi bila mendapatkan saluran sinyal satelit yang bisa diproses.

C.    Kekurangan dan Kelebihan GPS

Kelebihan GPS:

1.      Gps Untuk Navigasi

Aplikasi gps di bidang militer pada umumnya dapat dibagi menjadi beberapa bagian misalnya:

-           Pemetaan (penentuan posisi titik-titik target terutama pada masalah topografi angkatan darat

-          Pencitraan

-          Foto udara

Beberapa analisis spasial yang ditujukan untuk mendukung perencanaan operasi), navigasi, tracking (monitoring atau pemantauan), atau bahkan sebagai tools penuntun posisi-posisi sasaran peluru kendali, rover, uav, dan auv cthny bisa di lihat di toko gps. Navigasi sering kali dilakukan oleh personel militer yang sedang menempuh perjalanan dari suatu tempat ke tempat-tempat lain yang menjadi targetnya. Oleh karena itu, dengan mengkombinasikan peta, kompas, dan gps (receiver), maka proses navigasi menjadi lebih mudah dan menyenangkan bagi siapapun. Demikian pula bagi personel militer yang bergerak dengan menggunakan platform (kendaraan), bila menggunakan peta (terutama dijital) dan gps (receiver), navigasinya menjadi jauh lebih mudah, menyenangkan, dan cepat.

2.      Solusi Tracking System di Bidang Militer

Penggunaan receiver GPS sangat bermanfaat bagi individu atau kelompok individu (termasuk kelompok individu yang tergabung di dalam satu platform kendaraan militer) yang bernavigasi (baik melalui medan dengan topografi yang sulit ditempuh seperti hutan tropis yang rapat, perbukitan, gurun pasir, hingga medan yang penuh dengan blok-blok bangunan dan gedung seperti pada saat terjadinya perang di perkotaan) untuk mencapai targetnya. Walaupun demikian, jika dikaitkan dengan kepentingan-kepentingan aktivitas-aktivitas di bidang militer yang lebih luas lagi dimana masalah koordinasi dan kerja sama antar-individu menjadi sangat penting, sistem navigasi semata nampaknya sudah tidak memadai. Pada sistem navigasi, setiap individu tidak dapat mengetahui posisi individu-individu yang lain yang berada di luar jangkauan visualnya.
Oleh karena itu, kemudian dikembangkan suatu tracking system (sistem monitoring atau pemantauan) sebagai salah satu solusi untuk permasalahan di bidang militer. Dengan sistem ini, setiap individu atau kelompok individu (baik yang berkendaraan maupun yang tidak) yang terlibat di dalam aktivitas militer dilengkapi dengan sebuah receiver GPS yang sudah terintegrasi dengan fasilitas komunikasi (dua arah) dan sebuah processor. Perangkat-perangkat ini dikemas kompak sedemikian rupa sehingga menjadi sebuah sub-sistem mobile unit. Setiap mobile unit ini akan mengirimkan (baik secara periodik setiap interval waktu tertentu maupun berdasarkan permintaan atau interrogate) pesan, posisi, dan waktu ke base-station-nya. Sebelum dikirimkan, informasi (items) pesan, posisi, dan waktu (berikut informasi lain yang diambil dari sensor-sensor terpasang) ini terlebih dahulu diintegrasikan hingga menjadi suatu stream data.
Dengan demikian, sub-sistem base-station akan menerima banyak stream data dari berbagai sub-sistem mobile unit yang telah terdaftar. Setiap stream data yang diterima kemudian akan diekstrak hingga menjadi informasi (items) nomor pengenal (Id) individu atau kelompok, posisi, dan waktunya. Kemudian, posisi-posisi (berikut perubahannya) ini ditampilkan di atas peta dijital dalam bentuk simbol-simbol (manusia atau kendaraan) yang bergerak dari waktu-ke-waktu. Berdasarkan informasi inilah pengambil keputusan (misalnya seorang ‘Komandan’) dapat mengkoordinasikan setiap sub-sistem mobile unit-nya secara efektif, efisien, realtime, dan kemudian dapat melakukan rekonstruksi gerakan atau progress operasi militer yang telah dilakukan (mode replay atau playback). Sementara itu, hasil rekonstruksi berikut evaluasi gerakan operasi militer ini dapat dijadikan sebagai bahan pertimbangan yang sangat penting bagi perencanaan operasi berikutnya.
Dengan sistem seperti ini, diharapkan, beberapa permasalahan yang berhubungan dengan aktivitas-aktivitas militer seperti:

·         Pemantauan pergerakan kendaraan-kendaraan (armada) militer (terutama yang mengalami masalah)

·         Pemantauan personil-personil (terutama di garis depan)

·         Pemantauan logistik

·         Koordinasi dan kerjasama team dapat diatasi dengan baik.

Kekurangan gps :

1.      Penggunaan gps untuk mengetahui posisi yang mengandalkan setidaknya tiga satelit ini tidak selamanya akurat.

2.      Terkadang, dibutuhkan satu satelit untuk memperbaiki sinyal yang diterima. Ketidakakuratan posisi yang ditunjukkan

Gps ini dipengaruhi oleh posisi satelit yang berubah dan adanya proses sinyal yang ditunda. Kecepatan sinyal gps ini juga seringkali berubah karena dipengaruhi oleh kondisi atmosfer yang ada produk gpsny bisa di lihat di toko gps. Selain itu, sinyal gps juga mudah berinteferensi dengan gelombang elektromagnetik lainnya