PERENCANAAN SISTEM TRANSMISI GPS (GLOBAL POSITIONING SYSTEM)
1.Apa yang dimaksud dengan GPS? Jelaskan prinsip kerjanya!
Jawab :
GPS adalah suatu sistem penentu posisi dipermukaan bumi dengan menggunakan beberapa satelit referensi. Dengan kata lain 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 diseluruh permukaan bumi dengan penampakan antara 4 sampai 8 buah satelit. GPS dapat memberikan informasi posisi dan waktu dengan ketelitian sangat tinggi.
Prinsip kerja GPS
- Menghitung jarak antara penerima dan satelit dengan mengukur waktu tiba sinyal yang dikirimkan
- Satelit memberikan informasi akurat pada penerima (receiver) posisi satelit tersebut pada orbitnya
- Penerima GPS mengolah data yang dikirimkan dari minimal 3 satelit referensi
2. Sebutkan fungsi dasar satelit GPS!
Jawab :
Fungsi dasar satelit GPS
- Menerima dan menyimpan informasi yang ditransmisi oleh segmen pengendali, seperti operator sistem
- Melakukan pemrosesan data yang terbatas dengan bantuan mikroprosssor yang dimiliki
- Menjaga waktu yang sangat akurat dengan menggunakan beberapa osilator yang dibawanya
- Mentransmisi informasi ke pemakai dengan bantuan berbagai sinyal
- Melakukan gerakan dengan bantuan pendorong yang dikendalikan operator sistem
3. Sebutkan tiga segmen pembentuk GPS dan berikan contoh penggunaan GPS pada kehidupan sehari hari.
Jawab:
Bagian-bagian GPS yaitu:
- Space segmen, user segment, control segment
1. Space segmen terdiri dari 24 satelit
2. User segmen adalah receiver (penerima)
segmen ini terdiri dari para pengguna satelit GPS di manapun berada. Dalam hal ini alat penerima sinyal GPS ( GPS receiver ) diperlukan untuk menerima dan memproses sinyal -sinyal dari satelit GPS untuk digunakan dalam penentuan posisi, kecepatan dan waktu. Komponen utama dari suatu receiver GPS secara umum adalah antena dengan pre-amplifier, bagian RF dengan pengidentifikasi sinyal dan pemroses sinyal, pemroses mikro untuk pengontrolan receiver, data sampling dan pemroses data ( solusi navigasi ), osilator presisi , catu daya, unit perintah dan tampilan, dan memori serta perekam data
3. Control segment adalah ground station (stasiun bumi) yang terletak di lima lokasi di permukaan bumi
Penggunaan GPS :
- Alat penentuan posisi pribadi, pengarah sasaran rudal, sistem navigasi (mobil, pesawat terbang, kapal laut), dll
- 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 menetukan pergerakan pasukan.
- Navigasi : GPS banyak juga digunakan sebagai alat navigasi seperti kompas. Beberapa jenis kendaraan telah dilengkapi dengan GPS untuk alat bantu nivigasi, 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 bamtuan GPS - Pemantau Gempa : Bahkan saat ini, GPS dengan ketelitian tinggi bisa digunakan untuk memantau pergerakan tanah, yang ordenya hanya mm dalam setahun. Pemantauan pergerakan tanah berguna untuk memperkirakan terjadinya gempa, baik pergerakan vulkanik ataupun tektonik.
Soal Hitungan
1. Suatu satelit GPS mengirimkan sinyal yang merupakan ephemeris data (data-data orbital satelit) yang kemudian diterima oleh receiver dipermukaan bumi dalam waktu 89,0 ms. Jika dianggap tidak ada fading atau delay di atmosfer, berapa jarak antara satelit tersebut dan receiver?
Jawab :
Diketahui waktu t = 89 ms = 0,089 s
Kecepatan gelombang elektromagnetik v = 3x10^8 m/s
Maka jarak antara satelit dan receiver = t x v
= 0,089 s x 3.10^8 m/s
= 26,7 x 10^6 m = 26.700 km
2. Tiga satelit GPS masing masing berada pada koordinat (0,6,8), (4,5,8),(0,1,8).Jika skala koordinat tersebut 1 satuan sama dengan 4000 km, hitung jarak masing-masing antara ketiga satelit tersebut!
Jawab :
3. Sebuah receiver dipermukaan bumi menerima sinyal dari ketiga satelit diatas (soal no.2)masing-masing satelit (0,6,8)selama 88,4 ms satelit2 (4,5,8) selama 85,4 ms dan satelit3 (0,1,8) selama 93,3 ms. Satelit berada pada ketinggian 24000km dari permukaan bumi. Jika permukaan bumi dianggap pada koordinat z =2 (dari pusat bumi dianggap z = 0), dengan pendekatan bumi rata perkirakan koordinat receiver tersebut!
Jawab :
- Skala : 1 satuan = 4000km
S13 = 5 = 20000 km
S12 = 4,12 = 16840 km
S23 = 5,66 = 22640 km
Tinggi satelit = Ts = 24000 km
- T1 = 88,4 ms; T2 = 85,4 ms; T3 = 93,3 ms
V = 3.108 m/s
Jarak satelit 1 ke receiver = 0,0884 x 3.10^8 m/s
S1 = 26.520 km
Jarak satelit 2 ke receiver = 0,0854 x 3.10^8 m/s
S2 = 25.620 km
Jarak satelit 3 ke receiver = 0,0933 x 3.10^8 m/s
S3 = 27.990 km
Kemudian menggambar segitiga yang dibentuk ketiga satelit tersebut yang dicerminkan pada permukaan bumi dengan menggunakan koordinat 2 D (X Y)
Dengan jari-jari R1, R2, R3 digambar 3 buah lingkaran dengan pusat pada posisi masing masing satelit yang dicerminkan pada permukaan bumi.
Perpotongan ketiga lingkaran tersebut merupakan posisi receiver. Dengan melihat pada koordinat diperoleh posisi receiver.
Jadi kooordinatnya (2,4,2)
Jawab :
GPS adalah suatu sistem penentu posisi dipermukaan bumi dengan menggunakan beberapa satelit referensi. Dengan kata lain 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 diseluruh permukaan bumi dengan penampakan antara 4 sampai 8 buah satelit. GPS dapat memberikan informasi posisi dan waktu dengan ketelitian sangat tinggi.
Prinsip kerja GPS
- Menghitung jarak antara penerima dan satelit dengan mengukur waktu tiba sinyal yang dikirimkan
- Satelit memberikan informasi akurat pada penerima (receiver) posisi satelit tersebut pada orbitnya
- Penerima GPS mengolah data yang dikirimkan dari minimal 3 satelit referensi
2. Sebutkan fungsi dasar satelit GPS!
Jawab :
Fungsi dasar satelit GPS
- Menerima dan menyimpan informasi yang ditransmisi oleh segmen pengendali, seperti operator sistem
- Melakukan pemrosesan data yang terbatas dengan bantuan mikroprosssor yang dimiliki
- Menjaga waktu yang sangat akurat dengan menggunakan beberapa osilator yang dibawanya
- Mentransmisi informasi ke pemakai dengan bantuan berbagai sinyal
- Melakukan gerakan dengan bantuan pendorong yang dikendalikan operator sistem
3. Sebutkan tiga segmen pembentuk GPS dan berikan contoh penggunaan GPS pada kehidupan sehari hari.
Jawab:
Bagian-bagian GPS yaitu:
- Space segmen, user segment, control segment
1. Space segmen terdiri dari 24 satelit
2. User segmen adalah receiver (penerima)
segmen ini terdiri dari para pengguna satelit GPS di manapun berada. Dalam hal ini alat penerima sinyal GPS ( GPS receiver ) diperlukan untuk menerima dan memproses sinyal -sinyal dari satelit GPS untuk digunakan dalam penentuan posisi, kecepatan dan waktu. Komponen utama dari suatu receiver GPS secara umum adalah antena dengan pre-amplifier, bagian RF dengan pengidentifikasi sinyal dan pemroses sinyal, pemroses mikro untuk pengontrolan receiver, data sampling dan pemroses data ( solusi navigasi ), osilator presisi , catu daya, unit perintah dan tampilan, dan memori serta perekam data
3. Control segment adalah ground station (stasiun bumi) yang terletak di lima lokasi di permukaan bumi
Penggunaan GPS :
- Alat penentuan posisi pribadi, pengarah sasaran rudal, sistem navigasi (mobil, pesawat terbang, kapal laut), dll
- 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 menetukan pergerakan pasukan.
- Navigasi : GPS banyak juga digunakan sebagai alat navigasi seperti kompas. Beberapa jenis kendaraan telah dilengkapi dengan GPS untuk alat bantu nivigasi, 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 bamtuan GPS - Pemantau Gempa : Bahkan saat ini, GPS dengan ketelitian tinggi bisa digunakan untuk memantau pergerakan tanah, yang ordenya hanya mm dalam setahun. Pemantauan pergerakan tanah berguna untuk memperkirakan terjadinya gempa, baik pergerakan vulkanik ataupun tektonik.
Soal Hitungan
1. Suatu satelit GPS mengirimkan sinyal yang merupakan ephemeris data (data-data orbital satelit) yang kemudian diterima oleh receiver dipermukaan bumi dalam waktu 89,0 ms. Jika dianggap tidak ada fading atau delay di atmosfer, berapa jarak antara satelit tersebut dan receiver?
Jawab :
Diketahui waktu t = 89 ms = 0,089 s
Kecepatan gelombang elektromagnetik v = 3x10^8 m/s
Maka jarak antara satelit dan receiver = t x v
= 0,089 s x 3.10^8 m/s
= 26,7 x 10^6 m = 26.700 km
2. Tiga satelit GPS masing masing berada pada koordinat (0,6,8), (4,5,8),(0,1,8).Jika skala koordinat tersebut 1 satuan sama dengan 4000 km, hitung jarak masing-masing antara ketiga satelit tersebut!
Jawab :
3. Sebuah receiver dipermukaan bumi menerima sinyal dari ketiga satelit diatas (soal no.2)masing-masing satelit (0,6,8)selama 88,4 ms satelit2 (4,5,8) selama 85,4 ms dan satelit3 (0,1,8) selama 93,3 ms. Satelit berada pada ketinggian 24000km dari permukaan bumi. Jika permukaan bumi dianggap pada koordinat z =2 (dari pusat bumi dianggap z = 0), dengan pendekatan bumi rata perkirakan koordinat receiver tersebut!
Jawab :
- Skala : 1 satuan = 4000km
S13 = 5 = 20000 km
S12 = 4,12 = 16840 km
S23 = 5,66 = 22640 km
Tinggi satelit = Ts = 24000 km
- T1 = 88,4 ms; T2 = 85,4 ms; T3 = 93,3 ms
V = 3.108 m/s
Jarak satelit 1 ke receiver = 0,0884 x 3.10^8 m/s
S1 = 26.520 km
Jarak satelit 2 ke receiver = 0,0854 x 3.10^8 m/s
S2 = 25.620 km
Jarak satelit 3 ke receiver = 0,0933 x 3.10^8 m/s
S3 = 27.990 km
Kemudian menggambar segitiga yang dibentuk ketiga satelit tersebut yang dicerminkan pada permukaan bumi dengan menggunakan koordinat 2 D (X Y)
Dengan jari-jari R1, R2, R3 digambar 3 buah lingkaran dengan pusat pada posisi masing masing satelit yang dicerminkan pada permukaan bumi.
Perpotongan ketiga lingkaran tersebut merupakan posisi receiver. Dengan melihat pada koordinat diperoleh posisi receiver.
Jadi kooordinatnya (2,4,2)