(Global Positioning System)
Kelompok 5
Ketua : Fauzi Cikal Antariksa
Anggota : Ar Rasyid Bakhtar
Dedeh Winingsih
Garry T.O.R
Ridwan
Mulya K.
Institut Teknologi dan
Sains Bandung
2012/2013
KATA PENGANTAR
Puji syukur kami panjatkan kehadirat
Allah SWT karena atas karunia-Nya sehingga kami dapat menyelesaikan makalah
yang berjudul Global Positioning System ini tepat pada waktunya.
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.
Kami menyadari bahwa makalah ini masih
mempunyai banyak kekurangan, okiranya kritik dan saran yang membangun sangat
kami harapkan 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.
Bekasi,
06 Desember 2012
Penyusun
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 System. 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
BAB 2
PEMBAHASAN
· 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.
2.1. Fungsi
1. Menghitung jarak dan arah dari lokasi tempat kita berada.
2. Satu unit GPS dapat menyimpan dalam memory lokasi di mana kita berada
saat ini.
3. Setiap lokasi dapat diberi nama atau nomor dan tanggal dan waktu.
4. Mengingat lokasi yang pernah kita simpan.
5. Mengarahkan kita dari satu lokasi ke lokasi lain dengan simbol berupa
grafik.
6. Menyimpan rute perjalanan kita dan mengantar kita kembali dengan rute
yang sama.
7.
Berfungsi sebagai kompas yang
dapat menuntun kita ke arah yang tepat.
8.
Dapat digunakan sebagai penunjuk
arah di kapal, mobil dengan menggunakan daya sebesar 12 volt.
9.
Beberapa GPS dapat menunjukkan
peta jalan-jalan utama, sungai-sungai.
10.
Beberapa GPS juga dapat menampilkan kekuatan
baterai, posisi satelit, kekuatan sinyal.
2.2. Cara kerja
Satelit GPS pertama diluncurkan tahun 1978
dan konstelasi 24 satelit berhasil dilengkapi tahun 1994. Setelah itu
satelit-satelit baru rutin diluncurkan untuk meng-upgrade satelit lama atau
mengganti satelit yang rusak/tidak berfungsi lagi. 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. Frekuensi yang digunakan
adalah L1 (1575,42 MHz) dan L2 (1227,6 MHz).
Kode CDMA disebut "pseudorandom" karena seakan-akan ("pseudo") tidak beraturan ("random"), padahal tidaklah
demikian. Kode CDMA tiap satelit dipilih dengan saksama agar tidak mengganggu
transmisi satelit lainnya. Jenis kode CDMA ini ada dua, yaitu C/A dan P(Y).
Kedua kode ini ditransmisikan pada frekuensi L1, sementara di L2 hanya ada kode
P(Y).
C/A (Coarse/Acquisition)
penggunaannya terbuka untuk siapa saja. "Coarse" karena
resolusi datanya lebih kasar/tidak sepresisi kode P(Y). Ini disebabkan modulasi
kode yang lebih lambat, yaitu 1,023 MHz dibandingkan dengan P(Y) yang 10,23 MHz
(bandingkan dengan cdma2000 yang 1,2288 MHz dan WCDMA (generasi penerus GSM)
yang 3,84 MHz). Kata "Acquisition"
adalah untuk akuisisi karena kode C/A yang sederhana lebih mudah dikenali
dibandingkan dengan kode P(Y) sehingga untuk menangkap sinyal kode P(Y) lebih
mudah setelah berhasil mengakuisisi satelit GPS dari sinyal C/A-nya. P(Y)
berarti kode precision (presisi) yang dienkripsi dengan kode sandi Y.
Modulasi kode yang sepuluh kali lebih cepat dibandingkan dengan kode C/A
menyebabkan secara teoritis mampu memberikan presisi 10 kali lebih baik juga.
Enkripsi digunakan agar data navigasinya tidak bisa digunakan orang tanpa
seizin Departemen Pertahanan AS. Dengan mensinkronisasikan kode ini, alat
penerima GPS dapat menghitung berapa waktu antara sinyal dikirim dari satelit
dan diterima oleh alat penerima GPS. Data lain yang diperlukan juga
ditumpangkan pada sinyal kode GPS, antara lain: koreksi posisi satelit, koreksi
waktu satelit, dan informasi mengenai atmosfer yang dilalui sinyal dari satelit
ke alat penerima.
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 satelit-satelit 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 atau-kalau penerima GPS ini hanya
aksesori tambahan di PDA (personal digital assistant) di layar PDA.
Informasi yang ditransmisikan dari satelit
ke penerima GPS terdiri dari dua jenis. Yang pertama disebut "almanak", yaitu posisi dari semua
satelit GPS. Jenis informasi kedua disebut "efemeris", yaitu koreksi data almanak. ’Almanak’ di-update
kira-kira seminggu sekali, data ’eferemis’ biasanya di-update tiap setengah
jam. Alat penerima GPS yang dinyalakan kembali setelah seharian dimatikan masih
bisa menggunakan data almanak sebelumnya.
Untuk mengetahui posisi alat penerima, juga
diperlukan informasi seberapa jauh alat penerima GPS dari satelit. Informasi
ini didapat dari mensinkronisasikan timer di penerima dengan sinyal kode CDMA
yang dikirim satelit GPS. Beda sinkronisasi dan fase sinyal digunakan untuk
menghitung "pseudorange" (perhitungan jarak ke satelit GPS
tanpa memperhitungkan perlambatan sinyal di atmosfer). Kecepatan sinyal di
ruang hampa sama dengan kecepatan cahaya, yaitu 3 x 10-8 meter per detik.
Sementara kode C/A yang 1,023 MHz artinya mengirimkan 1.023.000 pulsa setiap
detiknya, atau setiap pulsa bila disinkronisasikan bisa memberikan jarak sampai
akurasi 300 meter.
Kita juga bisa menghitung fase sinyal,
sinyal itu sedang di posisi mana dari pulsa, sampai akurasi 1 persen. Jadi,
akurasi terbaik yang bisa didapat dengan kode C/A kira-kira 3 meter. Untuk kode
P(Y) yang mengirim pulsa 10 kali lebih banyak per detiknya, akurasinya bisa
sampai 0,3 meter. Ini adalah angka teoretis, pada kenyataannya akurasi GPS
kira-kira 9 meter untuk kode C/A.
Bayangkan ada satu bola dengan jari-jari
sepanjang jarak satelit penerima GPS yang pusatnya di posisi satelit di ruang
angkasa. Jika ada empat bola seperti itu, perpotongan permukaan bolanya adalah
satu titik tempat lokasi alat penerima GPS.
2.3.Aplikasi
Aplikasi GPS sangat beragam dan tidak
terbatas pada hal-hal yang berhubungan dengan penentuan posisi saja. Di udara,
GPS digunakan sebagai salah satu alternatif peralatan navigasi pesawat terbang.
Dibandingkan dengan peralatan navigasi lain, penerima GPS paling mudah
digunakan karena langsung memberikan posisi pesawat sehingga sangat cepat
menjadi populer. Dengan menggunakan beberapa penerima GPS, orientasi kemiringan
pesawat juga bisa dihitung, GPS juga favorit digunakan untuk membimbing pesawat
tanpa awak dan rudal-rudal jarak jauh.
Di laut, kapal-kapal juga senang menggunakan
GPS karena alasan kemudahan penggunaannya. IMO (International Maritime
Organization) bahkan menganjurkan pemakaian AIS (Automatic
Identification System), yaitu alat penerima GPS yang secara periodik
mengirimkan posisi kapal. GPS juga digunakan untuk mempelajari kebiasaan
migrasi satwa laut.
Penerima GPS yang tersedia dalam berbagai
bentuk dan ukuran membuat penggunaannya di darat juga beragam. Mulai dari
penerima GPS handheld untuk perjalanan lintas alam seharga sekitar Rp 1 juta
sampai penerima GPS untuk memantau perjalanan truk-truk kontainer dan kereta
api. GPS juga digunakan membuat peta dan membantu bermain golf. Jam satelit GPS
yang sangat presisi juga banyak dimanfaatkan, di antaranya sinkronisasi antar
BTS/menara pada jaringan telepon seluler.
Beberapa tahun belakangan GPS bahkan
dimanfaatkan juga di angkasa luar untuk mendapatkan posisi satelit lainnya.
Akan tetapi, aplikasi yang paling kreatif menurut penulis adalah menggunakan
GPS sebagai radar. Sinyal GPS yang memantul dari suatu obyek digunakan untuk
menghitung posisi obyek tersebut. Radar GPS lebih murah dari radar biasa karena
tidak perlu tenaga listrik besar untuk transmisi sinyal radar dan untuk
keperluan militer punya keuntungan tidak bisa diketahui posisinya dari
transmisi sinyal radar-karena radar GPS tidak mentramisikan sinyal sendiri.
Penggunaan Teknologi GPS di Berbagai Industri
1. Survei dan Pengukuran
Survei dan pemetaan, teknologi GPS telah digunakan secara luas
dalam survei geodesi, penjelajahan sumber daya, gerakan krustal, kadastral dan
bidang lainnya. Teknologi ini menggunakan pemosisian kinematik waktu nyata
(RTK) untuk mencapai pemrosesan waktu nyata dari dua stasiun observasi fase
pembawa, dengan presisi mencapai level sentimeter. Teknologi GPS secara nyata
telah memberikan keuntungan: akurasi tinggi, mudah dioperasikan, perangkat
praktis, mudah dibawa-bawa, pengoperasian 24 jam untuk segala iklim; tidak
diperlukan untuk garis pandang antara titik observasi; pengukuran integrasikan
di bawah sistem koordinat WGS84; informasi secara otomatis diterima dan
disimpan, sehingga mengurangi kebutuhan proses kerja yang membosankan.
2. Transportasi
Ø Penerbangan: Dalam penerbangan umum, pilot dapat menyesuaikan pesawat dengan
jalur terbang secara akurat melalui alat penerima GPS, dan memungkinkan pesawat
berhenti dalam mode solid, meningkatkan pemanfaatan bandara serta membantu
pendekatan dan keberangkatan pesawat secara aman.
Ø Navigasi: Sekarang ini, sulit sekali membayangkan sebuah kapal tidak
dilengkapi dengan sistem dan alat navigasi GPS. Aplikasi kelautan telah
benar-benar menjadi kalangan pengguna terbesar aplikasi navigasi GPS. Hal ini
tidak sejalan dengan domain aplikasi lainnya. GPS digunakan untuk navigasi
otomatis, pengaturan dan panduan pengelolaan pelabuhan, manajemen rute navigasi
serta pengawasan dan pemantauan.
Ø Terestrial : GPS telah memainkan peran penting dalam navigasi kendaraan.
Perangkat yang terpasang memperoleh informasi posisi yang akurat melalui GPS.
Jika dipadukan dengan peta elektronik dan kondisi trafik waktu nyata, jalur
optimal dapat diplotkan secara otomatis, yang dapat digunakan untuk navigasi
kendaraan otomatis, sehingga membantu mengurangi pemakaian energi dan menghemat
biaya.
3. Operasi
Penyelamatan Darurat
Penggunaan teknologi pemosisian GPS membantu keadaan kebakaran
darurat, pengiriman ambulan dan polisi, dan meningkatkan waktu respons
departemen manajemen darurat untuk berbagai kejadian seperti kebakaran, tindak
kejahatan, kecelakaan lalulintas, kemacetan lalulintas, dan situasi darurat
lainnya. Kendaraan khusus (seperti mobil berlapis baja), dll., seketika itu
juga diberi peringatan atas segala kejadian tak terduga, sehingga membantu
meminimalkan kerugian. Dengan bantuan GPS, petugas penyelamatan dapat
menjalankan misi pencarian dan penyelamatan di lokasi yang tidak dapat diakses
dengan kondisi yang sangat buruk, misalnya, laut, gunung dan padang pasir.
Kapal nelayan yang dilengkapi alat GPS dapat dengan cepat mengidentifikasi
lokasi mereka dan melaporkannya ke polisi, sehingga penyelamatan dapat
dilakukan lebih cepat dan tepat waktu.
4. Pertanian
Saat ini,
negara-negara berkembang telah mulai memanfaatkan teknologi GPS dalam bidang
produksi pertanian. Disebut dengan "pertanian presisi." Dengan metode
ini, penggunaan GPS untuk memperoleh informasi pemosisian lahan pertanian,
termasuk memantau hasil panen, mengumpulkan sampel tanah, dan sebagainya.
Sistem komputer menganalisis, memroses data, dan membuat keputusan melalui
pendekatan manajemen untuk lahan pertanian. Informasi status hasil panen dan
tanah diintegrasikan ke dalam alat GPS yang dipasang pada alat penyiram, yang
akan digunakan untuk melakukan pemupukan presisi dan penyemprotan pestisida.
Melalui penerapan pertanian presisi, biaya produksi pertanian dapat berkurang,
limbah material dapat dihindarkan, dan polusi lingkungan karena pupuk dan
insektisida menjadi minim.
5. Hiburan
Dengan miniaturisasi yang terus menerus pada unit penerima GPS dan harganya
yang kian menurun, GPS secara berangsur-angsur telah menembus kehidupan
sehari-hari kita, dan telah menjadi teman yang hebat bagi para pelancong dan
petualang. Dengan GPS, siapapun yang asing dengan suatu lokasi tertentu dapat
mencari target lokasi di suatu kota dengan cepat dan menentukan rute navigasi
terbaik. Pemanjat gunung yang dilengkapi dengan unit penerima GPS dapat dengan
cepat mencari lokasi kemah yang sesuai tanpa harus khawatir tersesat. Bahkan
ada beberapa permainan video berteknologi mutakhir yang menggunakan teknologi
simulasi GPS.
2.4 Kelebihan
dan Kekurangan GPS
Kelebihan :
Ø GPS untuk Navigasi.
Ø Solusi Tracking System di Bidang Militer
Ø Survei dan Pengukuran
Kelemahan :
Ø 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.
Ø 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.
Ø Bahasa - Dengan GPS Garmin Kita bisa memilih bahasa yang dipakai.
Tetapi bahasa yang tersedia hanya bahasa-bahasa Eropa belum bahasa Indonesia
atau Melayu.
Ø 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).
Ø Elektronik - Sama seperti alat elekronik lain yang bisa rusak jika
jatuh atau terkena air
Ø Walaupun alat GPS bisa menghitung ketinggian,
biasanya kesalahan cukup besar dan kurang cocok untuk membantu sebagai
informasi navigasi di daerah pegunungan.
BAB 3
PENUTUP
3.1.
Kesimpulan
1.
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.
2.
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.
3.
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 satelit-satelit 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
kereta api. GPS juga digunakan membuat peta dan membantu bermain golf,
mendapatkan posisi satelit lainnya.
DAFTAR PUSTAKA
Ø Http://id.garmin.com/aboutgps/ Penggunaan
GPS di berbagai industri. 06 Desember 2012 pukul 14.26 WIB.
