Mengenal GPS

Posisi/lokasi adalah entitas penting dalam kehidupan manusia yang terikat oleh ruang dan waktu. Manusia menentukan posisi/lokasi suatu obyek berdasarkan posisi obyek lainya. Posisi/lokasi yang dihasilkan umumnya bersifat relatif. Posisi/lokasi absolut diperoleh berdasarkan titik referensi yang bersifat global. Seiring dengan perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi, manusia kemudian menciptakan peralatan untuk menentukan lokasi. Alat yang paling banyak digunakan saat ini untuk menentukan posisi/lokasi adalah GPS, Global Positioning System, sistem penentuan posisi secara global.

Asal mula GPS berawal dari zaman Sputnik ketika para ilmuwan berhasil melacak satelit dengan pergeseran sinyal radio yang dikenal dengan "Efek Doppler". Angkatan Laut Amerika Serikat melakukan percobaan pada tahun 1960-an untuk melacak kapal selam yang membawa senjata nuklir. Dengan 6 buah satelit navigasi. Kapal selam dapat dilacak lokasinya dalam hitungan menit. Tahun 1970-an, Departemen Pertahanan Amerika Serikat menginginkan sistem satelit navigasi yang kuat dan stabil. Tahun 1978 mulai diluncurkan satelit NAVSTAR (navigation system with timing and ranging) hingga tahun 1993 genap 24 satelit navigasi beroperasi.

GPS memiliki dua tingkat layanan penentuan posisi, yaitu standar (SPS/standard positioning service) dan tepat (PSP/precise positioning service). SPS menggunakan kode perolehan kasar (CA/coarse acquisition) pada frekuensi L1 sedangkan PSP menggunakan kode P(Y) pada frekuensi L1 dan L2. Akses terhadap PSP terbatas hanya bagi Angkatan Udara AS, Pemerintah AS, dan angkatan bersenjata serta pemerintah tertentu. Sedangkan akses terhadap SPS bersifat umum, tersedia di seluruh dunia, dan gratis.

Sistem GPS terdiri dari tiga segmen, yaitu satelit (space segment), stasiun pengendali (master/control stations), dan alat penerima (receiver)/pengguna (user segment).

Sistem GPS (Sumber: shivkumardas.files.wordpress.com)

Segmen pertama dan kedua sepenuhnya dikontrol oleh Amerika Serikat. Jumlah satelit hingga saat ini minimal ada 24 buah yang beredar mengelilingi Bumi yang terbagi dalam 6 orbit pada ketinggian kurang lebih 20,200 km. Konstelasi ini dibuat untuk menjamin bahwa pada suatu titik di permukaan Bumi minimal terdapat 4 buah satelit yang dapat dideteksi oleh alat penerima. Masing-masing satelit mengelilingi Bumi sebanyak dua kali setiap hari.

Satelit navigasi GPS yang mengelilingi Bumi, NOAA

Segment kedua merupakan jajaring global fasilitas kontrol untuk memonitor gerak satelit, sistem transmisinya, melakukan analisis, dan mengirimkan perintah serta data konstelasinya. Segmen pengontrol ini terdiri dari stasiun kontrol utama, stasiun kontrol bantu, 11 antena kontrol, dan 16 stasiun pemantau yang terletak tersebar di seluruh dunia.

Sebaran segmen pengontrol GPS

Segmen ketiga terdiri dari perangkat penerima sinyal/kode dari satelit GPS yang kemudian memprosesnya untuk mendapatkan posisi/lokasi. Informasi posisi yang diperoleh sangat bermanfaat dalam banyak aspek kehidupan manusia. Saat ini sangat banyak perangkat yang memiliki kemampuan penentuan posisi dengan GPS, mulai dari telepon pintar (smartphone), kendaraan, alat-alat pertanian, kontainer, hingga ATM. Penerapan GPS di beberapa bidang antara lain kelautan, konservasi lingkungan, pertanian, kehutanan, perkebunan, penerbangan, konstruksi, pertambangan, survei pemetaan, pengiriman barang/kargo, pengelolaan rantai suplai makanan, jaringan telekomunikasi, sistem perbankan, dan pasar uang.