GPS : Global Positioning System

Posted on Updated on

GPS = Global Positioning System?
  • Penentuan posisi dan navigasi berbasis satelit (NAVSTAR-GPS)
  • NAVSTAR = Navigation Satellite Timing and Ranging GPS
  • Satelit milik Departemen Pertahanan  Amerika (DOD)
  • Dapat digunakan di seluruh dunia
  • Aplikasi awalnya untuk keperluan militer
  • Menggunakan Datum WGS-84
  • Beroperasi kontinyu
  • Tidak tergantung cuaca
  • Penentuan posisi dengan prinsip reseksi(ikatan kebelakang)
Satelit GPS
  • Terdiri dari 24 Satelit BlokII dan BlokIIA ( blok IIR disiapkan )
  • 6 Bidang Orbit, 4 Satelit per orbit
  • Inclinasi 55 derajat, periode orbit 11 jam 58 menit
  • Ketinggian rata-rata 20200 km
  • Satelit mirip radio pemancar di angkasa
  • Dari wilayah Indonesia dapat diamati 6 – 9 satelit dg elevasi 15 deg
  • Nama satelit ditunjukkan dengan SVN ( Satellite Vehicle Number) dan PRN ( Pseudo Random Number )
Signal&Data GPS
Signal yang dipancarkan oleh satelit berisi informasi :
Posisi satelit GPS, Jaraknya dari sipengamat lengkap dengan informasi waktunya, Status kesehatan satelit dan informasi lainnya.
Komponen Signal GPS
•Penginformasi Jarak (CODE), ada 2 macam code : P-code ( Precise atau private ), C/A code (Coarse Acquisition/Clear access)
•Penginformasi Posisi Satelit ( Navigation messages)
•Gelombang Pembawa ( Carrier wave ), ada 2 gelombang pembawa : L1 dan L2
Struktur Signal GPS
Struktur Signal GPS
 Prinsip penentuan posisi
  • a. Reseksi = pengikatan ke belakang
  • b. Diukur jarak ke beberapa satelit ( minimal 4 )  penentuan jarak dengan CODE  ( pseudo range ) atau PHASE
  • c. 4 satelit, 3 parameter X,Y,Z dan t (Waktu)
  • d. Koordinat satelit diketahui = titik kontrol
  • e. Koordinat pengamat dapat ditentukan
Penentuan Jarak ke satelit

Menggunakan CODE : P-Code atau C/A Code

  • P-Code hanya untuk kalangan militer ( +/- 0.3 m )
  • C/A Code untuk umum ( +/- 3 m )
  • Menggunakan PHASE ( gelombang pembawa )
  • Sangat teliti , ketelitian untuk L1 = +/- 1.9 mm, L2 = 2.4 mm
  • Ada CYCLE AMBIGUITY, yaitu ada sejumlah gelombang penuh yang (N) yang tidak teramati (tidak diketahui)
  • Nilai N ( Ambiguity) harus dapat ditentukan dengan benar untuk mendapatkan ketelitian jarak dalam mm dan posisi dalam mm-cm
  • Penentuan N bukan pekerjaan mudah, ada beberapa metoda penentuan N, misal : dg metoda FARA : Fast Ambiguity Resolved Approach.
Receiver GPS

Berdasarkan pemakaiannya dapat dibedakan dalam 6 kelompok:

  • Receiver Type NAVIGASI  ( misal : MX8600 Hand Held )
  • Type SURVEY   ( misal SR510 single frequency L1)
  • Type GEODETIK ( misal SR520 Dual Frequency L1&L2)
  • Type PERMANEN/BASE STATION ( misal RS500 )
  • Type RTK ( Real Time Kinematic ) :

a. RTK untuk ketelitian tinggi sub cm  ( misal SR530 RTK)

b. DGPS – RTCM 1,2, ketelitian sub meter ( misal MX400 )

  • Type GIS-GPS , untuk aplikasi GIS, sub meter ( misal GS50 )
Receiver GPS

Spektrum Receiver GPS

  • Jenis        : Code only, Single Frequency, Dual frequency
  • Channel   : Sequential, Multiplex, Multi Channel ( 6 s/d 12 Channels )
  • Aplikasi on board : GIS, Surveying, Navigation
  • Ukuran    : Kecil  s/d cukup besar
  • Ketelitian: Biasa —-> sedang —-> sangat tinggi
  • Kecanggihan : sederhana –> sangat canggih
  • Harga      : Beberapa juta  s/d  Ratusan Juta ( kemampuan, ocilator )
 Kecenderungan Peralatan GPS
•Makin kecil, praktis, mudah pengoperasiannya
•Ketelitian makin baik, harga makin terjangkau.
Kenapa GPS Menarik
  • Dapat memberikan informasi : Posisi, kecepatan dan percepatan 3 dimensi maupun informasi waktu, dimana saja dalam segala cuaca dengan ketelitian tinggi dan cepat.
  • Cara penentuan posisi dapat dg statik maupun bergerak (kinematik).
  • Cara pemakaiannya relatif mudah
  • Cocok untuk semua platform ( mobil, kapal, pesawat dll )
  • Bereferensi ke satu global datum WGS84
  • Tidak memerlukan saling keterlihatan antar titik.
  • Surveyor tidak dapat memanipulasi data mentah.
  • Untuk daerah terbuka GPS dapat menggantikan fungsi Total Station. Lebih praktis, teliti dan cepat. ( stop-go, Real Time Survey )
  • Perangkat lunak pemroses data makin canggih (mis SKI )
  • Banyak instansi/perorangan menggunakan GPS.
Limitasi GPS
  • Tidak dapat digunakan di tempat dimana signal GPS tidak dapat diterima. Misal: Dalam Terowongan, Hutan lebat dll
  • Pemakai tidak mempunyai wewenang dalam system GPS
  • Datum yang digunakan WGS84, untuk posisi lokal dengan MSL pengguna harus menghitung sendiri angka transformasinya.
  • Pengolahan data GPS bukan hal yang mudah.
  • Teknologinya relatif baru, hingga sumber daya masih kurang.
  • Pemakaian terkesan Sangat Mudah, hingga membuat operator kurang teliti, dan kurang hati-hati tehadap pekerjaannya.
  • Survey GPS memilik karakteristik dan persyaratan yang berbeda dengan survey Poligon dll
Aplikasi GPS
  • Militer
  • Survey & Pemetaan ( Darat/ laut )
  • Geodesi, Geodinamika, dan Deformasi
  • Navigasi & Transportasi
  • Studi Troposfir & Ionosfir
  • Pendaftaran Tanah
  • Photogrammetry/Remote Sensing
  • GIS
  • Study Kelautan ( mis Arus )
  • Olah raga, rekreasi.

Istilah-Istilah dalam GPS

  • Tinggi terhadap Ellipsoid = ( h = Ellipsoidal Height )
  • Ambiguity
  • Cycle Slips
  • Lost of lock
  • GDOP
  • Multipath
  • Bias Ionosphere
  • Bias Troposphere
  • Anti Spoofing (AS)
  • Selective Availability (SA)
  • Time Offset
  • Epochs
  • Obstruction
Penetuan Posisi Dengan GPS
  • Posisi yang didapat adalah 3D ( X,Y,Z) atau ( L,B,h)
  • Tinggi yang diberikan adalah tinggi ellipsoid
  • Datum WGS84 dengan ellipsoid GRS 1980
  • Penentuan posisi dapat dengan cara : Absolut positioning, Diffeential, Static, Rapid Static, Re-occupation, Kinematic, Kinematic On the fly
  • Titik yang akan ditentukan dapat diam maupun bergerak
  • Spektrum ketelitian dari : mm hingga puluhan meter.
Faktor-faktor yang mempengaruhi ketelitian posisi GPS
Ketelitian Data
Type data yang digunakan, Kualitas Receiver GPS, Level kesalahan/bias.
Geometri Satelit
Jumlah Satelit, Lokasi dan distribusi satelit, lama pengamatan.
Metoda penentuan posisi
– Absolut / defferensial positioning
– Static, Rapid Static, Reoccupation, Kinematic, OTF
– Satu atau dua referensi.
Strategi pemrosesan data
•Real Time/post processing, pemrosesan base line & perataan jaring
Metode-metode penentuan posisi dengan GPS

1. ABSOLUT POSITIONING

Dengan hanya menggunakan 1 buah alat GPS, Ketelitiannya fraksi 15 – 100 m

2. DEFERENSIAL POSITIONING 

Minimal menggunakan 2 buah alat GPS

Ketelitian dalam fraksi mm – 5 m

3. REAL TIME KINEMATIC

Minimal 2 buah alat dan sepasang Radio Modem

Ketelitian 0.5 cm(RT-Survey) – 10 m(DGPS-RTCM)

Absolut Positioning

  1. Penentuan posisi dengan hanya menggunakan 1 buah alat.
  2. Ketelitian yang didapat paling bagus +/-10 m
  3. Apabila AS on , ketelitian akan sangat jelek 100 m bahkan lebih
  4. Type alat biasanya berupa handheld yang berharga 1-5 juta.

Deferensial Positioning

  1. Metoda STATIC
  2. Metoda RAPID STATIC
  3. Metoda KINEMATIC
  4. Metoda KINEMATIC ON THE FLY
  5. Metoda RE-OCCUPATION
  6. Metoda STOP-GO
Metoda STATIC
Deferential Positioning – Kinematic
Deferential Positioning – Stop&go
Deferential Positioning -Reoccupation
  • Satu reference, dan satu rover menduduki titik yang sama tapi dalam waktu yang berlainan.
Real Time Kinematic
  • DGPS Untuk aplikasi kelautan, ketelitian yang didapat 0.5 – 10 m
  • Real Time Surveying, aplikasi survey. Ketelitian 0.5 – 2 cm
Real Time Kinematic GPS
  • Metoda terbaru dari GPS Srveying.
  • Ketelitian yang didapat 0.5-2 cm tergantung dari nilai CQ (Coordinat Quality )
  • Jangkauan jarak dari stasiun Reference ke Rover(yang bergerak) sebaiknya dibawah 20 km, dan sangat tergantung dari jangkauan radio link.
  • Peralatan utama sama dengan type survey tapi dilengkapi dengan radio modem link.
  • Mampu melakukan pekerjaan pengukuran data koordinat dan code
  • Sangat ideal untuk daerah luas dan terbuka.
  • Mampu melakukan pekerjaan Setting-Out/Rekonstruksi. Sangat tepat untuk aplikasi pertanahan untuk rekonstruksi batas, reklamasi laut dll.
  • Mampu memecahkan ambigity secara On The Fly.

Tinggalkan Balasan

Isikan data di bawah atau klik salah satu ikon untuk log in:

Logo WordPress.com

You are commenting using your WordPress.com account. Logout / Ubah )

Gambar Twitter

You are commenting using your Twitter account. Logout / Ubah )

Foto Facebook

You are commenting using your Facebook account. Logout / Ubah )

Foto Google+

You are commenting using your Google+ account. Logout / Ubah )

Connecting to %s