Bagaimana Sistem GPS Bekerja?

Bagaimana Sistem GPS Bekerja?

Apa itu GPS?

GPS atau Global Positioning System adalah sistem navigasi satelit yang memberikan informasi lokasi dan waktu dalam semua kondisi iklim kepada pengguna. GPS digunakan untuk navigasi di pesawat, kapal, mobil, dan juga truk. Sistem ini memberikan kemampuan kritis kepada pengguna militer dan sipil di seluruh dunia. GPS menyediakan pemosisian, navigasi, dan waktu waktu nyata 3 dimensi secara terus menerus di seluruh dunia.



Bagaimana Sistem GPS Bekerja?

GPS terdiri dari tiga segmen:


1) Segmen luar angkasa: satelit GPS





2) Sistem kontrol, dioperasikan oleh militer AS,

3) Segmen pengguna, yang mencakup pengguna militer dan sipil serta peralatan GPS mereka.



Segmen Ruang:

Segmen luar angkasa adalah jumlah satelit di konstelasi. Ini terdiri dari 29 satelit yang mengelilingi bumi setiap 12 jam pada ketinggian 12.000 mil. Fungsi segmen luar angkasa digunakan untuk sinyal rute / navigasi dan untuk menyimpan dan mengirimkan kembali pesan rute / navigasi yang dikirim oleh segmen kontrol. Transmisi ini dikendalikan oleh jam atom yang sangat stabil di satelit. Segmen Ruang GPS dibentuk oleh konstelasi satelit dengan satelit yang cukup untuk memastikan bahwa pengguna akan memiliki, setidaknya, 4 satelit simultan dalam tampilan dari titik mana pun di permukaan bumi setiap saat.


GPSSegmen Kontrol:

Segmen kendali terdiri dari satu stasiun kendali utama dan lima stasiun monitor yang dilengkapi dengan jam atom yang tersebar di seluruh dunia. Lima stasiun monitor memantau sinyal satelit GPS dan kemudian mengirimkan informasi yang memenuhi syarat ke stasiun kendali utama di mana kelainan direvisi dan dikirim kembali ke satelit GPS melalui antena darat. Segmen kontrol juga disebut sebagai stasiun monitor.

segmen kontrol

segmen kontrol

Segmen Pengguna:

Segmen pengguna terdiri dari penerima GPS, yang menerima sinyal dari satelit GPS dan menentukan seberapa jauh dari setiap satelit. Terutama segmen ini digunakan untuk militer AS, sistem panduan rudal, aplikasi sipil untuk GPS di hampir setiap bidang. Sebagian besar penduduk sipil menggunakan ini dari survei hingga transportasi ke sumber daya alam dan dari sana untuk tujuan pertanian dan pemetaan juga.

Segmen pengguna

Segmen pengguna

Bagaimana GPS Menentukan Posisi:

Cara kerja / pengoperasian sistem penentuan posisi global didasarkan pada prinsip matematika 'trilaterasi'. Posisinya ditentukan dari jarak pengukuran ke satelit. Dari gambar tersebut, keempat satelit tersebut digunakan untuk menentukan posisi receiver di bumi. Lokasi target dikonfirmasi oleh 4thsatelit. Dan tiga satelit digunakan untuk melacak lokasi tempat. Satelit keempat digunakan untuk mengkonfirmasi lokasi target dari masing-masing kendaraan luar angkasa tersebut. Sistem penentuan posisi global terdiri dari satelit, stasiun kontrol, dan stasiun monitor serta penerima. Penerima GPS mengambil informasi dari satelit dan menggunakan metode triangulasi untuk menentukan posisi tepat pengguna.

Sirkuit GPS

GPS digunakan pada beberapa insiden dengan beberapa cara, seperti:

  1. Untuk menentukan lokasi posisi misalnya, Anda perlu radio pilot helikopter koordinat lokasi posisi Anda sehingga pilot dapat menjemput Anda.
  2. Untuk menavigasi dari satu lokasi ke lokasi lain misalnya, Anda perlu melakukan perjalanan dari tempat pengamatan ke perimeter api.
  3. Untuk membuat peta digital misalnya, Anda ditugaskan untuk memplot perimeter api dan titik panas.
  4. Untuk menentukan jarak antara dua titik yang berbeda.

3 Keuntungan GPS:

  • Sistem navigasi berbasis satelit GPS adalah alat penting bagi pengguna militer, sipil dan komersial
  • Sistem pelacakan kendaraan Sistem navigasi berbasis GPS dapat memberi kita arah belokan demi belokan
  • Kecepatan sangat tinggi

2 Kekurangan GPS:

  • Sinyal satelit GPS terlalu lemah jika dibandingkan dengan sinyal telepon, sehingga tidak berfungsi dengan baik di dalam ruangan, di bawah air, di bawah pohon, dll.
  • Akurasi tertinggi memerlukan garis pandang dari penerima ke satelit, inilah mengapa GPS tidak berfungsi dengan baik di lingkungan perkotaan.

Menggunakan Penerima GPS:

Ada beberapa model dan tipe penerima GPS yang berbeda. Saat bekerja dengan penerima GPS, penting untuk memiliki:

  • Kompas dan peta.
  • Kabel GPS yang diunduh.
  • Beberapa baterai ekstra.
  • Pengetahuan tentang kapasitas memori penerima GPS untuk mencegah hilangnya data, mengurangi ketidakakuratan data, atau masalah lainnya.
  • Antena eksternal bila memungkinkan, terutama di bawah kanopi pohon, di ngarai, atau saat mengemudi.
  • Pengaturan penerima GPS sesuai dengan insiden atau sistem koordinat peraturan standar badan.
  • Catatan yang menjelaskan apa yang Anda simpan di receiver.

Kesalahan GPS

Ada banyak sumber kesalahan yang mungkin akan menurunkan akurasi posisi yang dihitung oleh penerima GPS. Waktu tempuh yang diambil oleh sinyal satelit GPS dapat diubah oleh efek atmosfer ketika sinyal GPS melewati ionosfer dan troposfer dibiaskan, menyebabkan kecepatan sinyal menjadi berbeda dengan kecepatan sinyal GPS di luar angkasa. Sumber kesalahan lainnya adalah gangguan, atau distorsi sinyal yang menyebabkan gangguan listrik atau kesalahan yang melekat pada penerima GPS itu sendiri. Informasi tentang orbit satelit juga akan menyebabkan kesalahan dalam menentukan posisi karena satelit tidak benar-benar berada di tempat yang “dipikirkan” oleh penerima GPS berdasarkan informasi yang diterimanya saat menentukan posisinya. Variasi kecil dalam jam atom di satelit dapat diterjemahkan ke kesalahan posisi besar, kesalahan jam 1 nanodetik diterjemahkan menjadi kesalahan pengguna 1 kaki atau 0,3 meter di tanah. Efek multipath terjadi ketika sinyal yang dipancarkan dari satelit memantul dari permukaan reflektif sebelum sampai ke antena penerima. Selama proses ini, penerima mendapatkan sinyal dalam jalur garis lurus serta jalur tertunda (jalur ganda). Efeknya mirip dengan bayangan atau gambar ganda pada perangkat TV.

Pengenceran Geometris Presisi (GDOP)

Geometri satelit juga dapat memengaruhi keakuratan penentuan posisi GPS. Efek ini disebut sebagai Pengenceran Geometris Presisi (GDOP). Yang mengacu pada letak satelit satu sama lain dan merupakan ukuran kualitas konfigurasi satelit. Dapat memodifikasi kesalahan GPS lainnya. Kebanyakan penerima GPS memilih konstelasi satelit yang akan memberikan ketidakpastian terkecil, geometri satelit terbaik.

Penerima GPS biasanya melaporkan kualitas geometri satelit dalam istilah Pengenceran Posisi Presisi, atau PDOP. PDOP terdiri dari dua jenis, pengukuran horizontal (HDOP) dan vertikal (VDOP) (lintang, bujur, dan ketinggian). Kami dapat memeriksa kualitas posisi satelit penerima saat ini tersedia dengan nilai PDOP. DOP yang rendah menunjukkan probabilitas akurasi yang lebih tinggi, dan DOP yang tinggi menunjukkan probabilitas akurasi yang lebih rendah. Istilah lain dari PDOP adalah TDOP (Time Dilution of Precision). TDOP mengacu pada offset jam satelit. Pada penerima GPS dapat mengatur parameter yang dikenal sebagai PDOP mask. Ini akan menyebabkan receiver mengabaikan konfigurasi satelit yang memiliki PDOP lebih tinggi dari batas yang ditentukan.

Ketersediaan Selektif (SA) :

Ketersediaan Selektif terjadi ketika DOD dengan sengaja menurunkan keakuratan sinyal GPS yang menyebabkan kesalahan jam buatan dan kesalahan ephemeris. Selama implementasi SA, itu adalah komponen terbesar dari kesalahan GPS, menyebabkan kesalahan hingga 100 meter. SA adalah komponen dari Standard Positioning Service (SPS).

Kredit Foto: