Sejarah Perkembangan GPS

Kebutuhan manusia akan arah dan letak memang merupakan barang langka yang baru bisa dipenuhi satu dekade terakhir ini. Penemuan dan pengembangan teknologi GPS merupakan terobosan suskes manusia yang semakin merealisasikan ungkapan “dunia dalam genggaman manusia”. Bagaimana tidak jika teknologi GPS yang dengan bantuan “kroni-kroni” satelitnya mampu merekam bumi dari berbagai sudut ini bahkan sudah dimasukkan ke dalam teknologi telpon genggam yang sudah marak beredar di pasaran saat ini?

1. GLOBAL POSITIONING SYSTEM (GPS)

Global Positioning System (GPS) adalah suatu sistem navigasi yang memanfaatkan satelit. Penerima GPS memperoleh sinyal dari beberapa satelit yang mengorbit bumi. Satelit yang mengitari bumi pada orbit pendek ini terdiri dari 24 susunan satelit, dengan 21 satelit aktif dan 3 buah satelit sebagai cadangan. Dengan susunan orbit tertentu, maka satelit GPS bisa diterima di seluruh permukaan bumi dengan penampakan antara 4 sampai 8 buah satelit. GPS dapat memberikan informasi posisi dan waktu dengan ketelitian sangat tinggi.

Nama lengkap GPS adalah NAVSTAR GPS (Navigational satellite Timing and Ranging Global Positioning System), namun lebih sering dikenal sebagai GPS. GPS mulai diaktifkan untuk umum pada 17 Juli 1995.

2. SEJARAH GPS

Amerika Serikat merupakan negara pencetus dan pemrakarsa GPS. Pada dasarnya, bentuk sistem teknologi GPS sama dengan sistem navigasi radio pangkalan pusat, seperti LORAN dan Decca Navigator yang dikembangkan pada tahun 1940-an dan digunakan selama Perang Dunia II. Inspirasi pembuatan sistem GPS sebenarnya datang dari Uni Soviet yang pada saat itu, tahun 1957, meluncurkan satelit pertama mereka, Sputnik.

Sebuah tim ilmuwan AS yang dipimpin oleh Dr. Richard B. Kershner saat itu memonitor transmisi radio Sputnik. Mereka menemukan bahwa Efek Doppler berpengaruh pada transmisi radio, di mana sinyal frekuensi yang ditransmisi Sputnik sangat tinggi saat baru diluncurkan dan semakin rendah seiring dengansatelit menjauhi bumi. Mereka menyadari bahwa dengan mengetahui letak bujur lokasi mereka dengan tepat di peta dunia, mereka mampu melacak posisi satelit tersebut mengorbit berdasarkan tolak ukur penyimpangan Efek Doppler.

Transit, satelit sistem navigasi pertama yang digunakan oleh Angkatan Laut AS sukses diujicobakan pertama kali pada tahun 1960. Sistem yang menggunakan kumpulan dari lima satelit ini mampu menentukan posisi sekali tiap jamnya. Pada tahun 1967, AL AS mengembangkan satelit Timation yang membuktikan kemampuannya dengan menetapkan waktu yang akurat di angkasa, merupakan teknologi acuan sistem GPS. Tahun 1970-an, Sistem Navigasi Omega pangkalan pusat, berdasarkan pembandingan fase sinyal, menjadi sistem navigasi radio pertama yang meliputi seluruh dunia.

Satelit percobaan pertama Block-I GPS diluncurkan pada Februari 1978. Satelit-satelit GPS pertama kali dibuat oleh Rockwell International (sekarang merupakan bagian dari Boeing) dan sekarang dibuat oleh Lockheed Martin (IIR/IIR-M) dan Boeing (IIF).

3. KEGUNAAN GPS

· Militer
GPS digunakan untuk keperluan perang, seperti menuntun arah bom, atau mengetahui posisi pasukan berada. Dengan cara ini maka kita bisa mengetahui mana teman, mana lawan untuk menghindari salah target ataupun menentukan pergerakan pasukan.

· Navigasi
GPS banyak juga 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 sehingga pengendara bisa mengetahui jalur mana yang sebaiknya dipilih untuk mencapai tujuan yang diinginkan.

· Sistem Informasi Geografis
Untuk keperluan Sistem Informasi Geografis, GPS sering juga diikutsertakan dalam pembuatan peta, seperti mengukur jarak perbatasan, ataupun sebagai referensi pengukuran.

· Pelacak kendaraan
Kegunaan lain GPS adalah sebagai pelacak kendaraan. Dengan bantuan GPS, pemilik kendaraan/pengelola armada bisa mengetahui ada di mana saja kendaraannya/aset bergeraknya berada saat ini.

· Pemantau Gempa
Bahkan saat ini, GPS dengan ketelitian tinggi bisa digunakan untuk memantau pergerakan tanah, yang ordenya hanya milimeter dalam setahun. Pemantauan pergerakan tanah berguna untuk memperkirakan terjadinya gempa, baik pergerakan vulkanik ataupun tektonik.

· Navigasi Pesawat Terbang
Kebanyakan sistem penerbangan menggunakan alat GPS biasa dalam penerbangan, kecuali ketika mendarat dan lepas landas, sama seperti alat elektronik lain. Larangan penggunaan GPS disebabkan adanya isu keselamatan, yaitu tidak ingin penumpang memetakan posisinya. Sebaliknya, sebagian penerbangan juga memasukkan GPS ke dalam sistem hiburan penerbangan. Dengan pengamatan GPS, maka informasi posisi 3D, kecepatan dan percepatan pesawat terbang dapat ditentukan secara teliti. Di samping itu GPS juga dapat digunakan sebagai sistem navigasi pesawat terbang pada saat survey dengan metode real time DGPS (Differential Global Positioning System).

· Penangkapan Ikan di Perairan Luas
Trimble memperkenalkan penerima GPS pertama di dunia untuk navigasi laut pada tahun 1985. Dan seperti yang mungkin kita duga, menavigasikan perairan dunia menjadi lebih tepat daripada sebelumnya. Saat ini alat penerima Trimble dapat ditemukan di perahu-pearhu di seluruh dunia, mulai dari perahu nelayan, kapal kargo pengantar barang, sampai kapal-kapal pesiar mewah. Sebuah perusahaan penangkapan ikan asal Selandia Baru menggunakan GPS supaya mereka dapat kembali ke wilayah terbaik untuk menangkap ikan tanpa perlu tersesat sebelumnya.

4. CARA KERJA GPS

Perangkat GPS menerima sinyal dari satelit dan kemudian melakukan perhitungan sehingga pada tampilan umumnya kita dapat mengetahui posisi (dalam lintang dan bujur), kecepatan, dan waktu. Disamping itu juga informasi tambahan seperti jarak, dan waktu tempuh. Posisi yang ditampilkan merupakan sistem referensi geodetik WGS-84 dan waktu merupakan referensi USNO (U.S. Naval Observatory Time).
Ilmuwan mengembangkan suatu konfigurasi untuk sistem GPS yang dapat menjangkau secara global dengan menggunakan sedikitnya 21 satelit pada medium earth orbit (MEO).

· 21 satelit yang aktif dan 3 satelit cadangan.
· Enam bidang orbit. Ketinggian: 20,200 km. Period: 11 jam 58 menit. Kemiringan: 530
· Empat satelit per pesawat.
· Lima stasiun pengawasan

Konsep GPS
Hubungan mendasar antara satelit dan receiver digambarkan dalam lima langkah-langkah di bawah ini :

1. Receiver menerima sinyal dari satelit GPS.
2. Hal tersebut menentukan perbedaan antara waktu yang ada dengan waktu yang disampaikan melalui frekuensi yang ada.
3. Sinyal yang dikirimkan juga menghitung jarak satelit dari receiver, dengan memperhitungkan bahwa sinyal tersebut dikirim dengan kecepatan cahaya.
4. Receiver menerima sinyal dari dua satelit yang lain, dan kembali menghitung jarak dari mereka.
5. Dengan mengetahui jarak nya dari tiga lokasi yang berbeda, receiver mentrianggulir (triangulation) posisi nya.

GPS memiliki dua tingkat ketelitian:
* Sistem posisi standar (standard positioning system / SPS)
SPS merupakan yang disediakan untuk umum (sipil). Tingkat akurasi yang dihasilkan adalah 100 m untuk posisi horisontal dan 150 meter untuk posisi vertikal.
* Sistem posisi presisi (precision positioning system / PPS)
PPS digunakan oleh Departemen Pertahanan AS dan tidak disediakan untuk umum.

Penerima GPS menghitung posisinya dengan mengukur jarak antara posisinya dan tiga atau lebih satelit GPS lainnya. Masing-masing satelit memiliki jam atom dan secara berkesinambungan mengirimkan pesan-pesan yang memuat waktu dan lokasi yang tepat. Penerima menggunakan jamnya untuk menetapkan dengan seksama waktu penerimaan setiap pesan. Hal itu membuat jarak dengan setiap satelit sejak pergerakan sinyal bergerak dengan kecepatan mendekati kecepatan cahaya. Dengan mengetahui jaraknya dengan sedikitnya tiga satelit dan posisi satelit tersebut, penerima menghitung posisinya menggunakan trilaterasi. Kenyataannya, penerima-penerima tersebut biasanya tidak memiliki ketepatan waktu yang akurat, tetapi melacak empat satelit atau lebih sehingga memungkinkan mereka untuk menetapkan baik lokasi maupun waktu yang akurat.

5. GPS DI INDONESIA

GPS sebenarnya bukan lagi barang baru di Indonesia. Hal ini terbukti karena sejak tahun 1999 PT Ratnacahaya Nusawiria yang berpusat di Bandung mampu mengembangkan sistem aplikasi navigasi berbasis GPS yang tak kalah canggih dengan aplikasi sejenis, seperti buatan Mapking, Navifone, atau Solomap, yang sekarang terpasang di beberapa ponsel yang memiliki fitur GPS (Kompas, 30 Agustus 2007).

Selain itu, pada bulan Aprill tahun 2000, Pusat Penelitian Antar Universitas bidang Mikroelektronika bekerjasama dengan Lembaga Penelitian dan Pengembangan ITENAS menyelenggarakan seminar – workshop tentang Global Positioning System (GPS) di Hotel Savoy Homann Bandung.

Topik seminar – workshop ini adalah mengenai Potensi dan Aplikasi Teknologi GPS. Acara ini digunakan sebagai wahana untuk mengetahui status dan potensi penerapan sistem GPS di Indonesia, khususnya mengkaji peluang pendayagunaan teknologi GPS tersebut dan sumbangannya pada peningkatan perekonomian dan daya saing nasional. Organisasi profesi maupun konsultan teknik juga menggalang kerjasama masyarakat pengguna GPS di Indonesia serta memberikan feedback terhadap kemampuan tenaga ahli Indonesia dalam pengembangan aplikasi teknologi GPS.

NusaMap merupakan salah satu produk GPS yang paling menonjol dan merupakan karya orang Indonesia yang patut dibanggakan. NusaMap merupakan aplikasi peta digital yang canggih dan serba bisa. Untuk menggunakan NusaMap, diperlukan satu PDA PocketPC disertai satu perangkat GPS (Bluetooth GPS, atau CompactFlash GPS, atau GPS yang dilengkapi kabel serial ke PocketPC).

Peta digital NusaMap mencakup Jawa-Bali, yang meliputi berbagai kota besar seperti Bali, Bandung, Bekasi, Bogor, Cirebon, Denpasar, Depok, Jakarta, Kuta, Malang, Nusa Dua, Semarang, Singaraja, Surakarta, Surabaya, Tangerang, dan Yogyakarta. Di dalamnya terdapat pula informasi lokasi POI yang dikategorikan dalam kelompok, bandara, stasiun kereta api, terminal, pelabuhan, hotel dan resort, restoran, lokasi turisme, lapangan golf, pertokoan, pasar, pom bensin, kantor polisi, rumah sakit, kantor pos, gedung perkantoran, apartemen, wali kota, dan universitas.

Walaupun NusaMap dapat dipakai secara stand-alone untuk melihat-lihat peta, akan jauh lebih bermanfaat bila dipasangkan dengan perangkat GPS. Perangkat GPS membantu memplot secara real time posisi setiap saat pada peta NusaMap.

Aplikasi dari teknologi GPS di Indonesia meliputi, GPS potabel pada kendaraan bermotor, baik mobil maupun motor. Selain itu, banyak juga diaplikasikan dalam telepon genggam, baik pada produk GSM maupun CDMA. Selain sebagai penunjuk arah, GPS juga dapat berfungsi sebagai alat pelacak lokasi kendaraan yang dimanfaatkan oleh perusahaan jasa transportasi, taksi. Dimana salah satu perusahaan penggunanya adalah Blue Bird. Dengan bantuan GPS, perusahaan mampu menyelesaikan order lebih banyak daripada sebelumnya karena perusahaan mampu melacak taksi yang posisinya terdekat dengan lokasi pemesan.
Di Indonesia, teknologi GPS sebenarnya telah cukup lama diaplikasikan dalam sistem navigasi pesawat terbang. Dengan pengamatan GPS, maka informasi posisi 3D, kecepatan dan percepatan pesawat terbang dapat ditentukan secara teliti. Di samping itu GPS juga dapat digunakan sebagai sistem navigasi pesawat terbang pada saat survey dengan metode real time DGPS (Differential Global Positioning System). Penggunaan GPS ini juga diterapkan dalam kegiatan militer, berkaitan dengan pemantauan seluruh wilayah kekuasaan NKRI untuk menjaga pertahanan dan keamanan negara.

Sumber