Teknologi GPS tidak lagi menjadi teknologi yang asing. Hal ini terutama sejak diperkenalkannya fitur GPS pada ponsel cerdas (smartphone). Tidak itu saja, saat ini GPS juga digunakan sebagai alat navigasi standar mobil modern.
GPS terutama digunakan untuk mengakses peta digital. Teknologi komputer memungkinkan GPS menjadi alat pemandu yang efektif pada aplikasi navigasi pada beragam moda transportasi. Hal ini karena teknologi GPS memberikan informasi posisi yang sangat akurat dan real time.
Pada aplikasi navigasi pada berbagai gadget, teknologi GPS diintegrasikan dengan sistem kecerdasan buatan yang dapat menyediakan alternatif jalan yang dapat kita tempuh. Anda bahkan dapat menggunakan peta digital Google Map dengan mengaksesnya via peramban web (web browser) pada gadget anda. Apa itu GPS dan bagaimana cara kerjanya? Berikut ini pembahasannya.
Apa itu GPS?
Global Positioning System (GPS) adalah sistem navigasi yang menggunakan satelit, penerima dan algoritma untuk menyinkronkan data lokasi, kecepatan dan waktu untuk perjalanan udara, laut dan darat.
Sistem satelit terdiri dari konstelasi 24 satelit di enam bidang orbit yang berpusat pada Bumi, masing-masing dengan empat satelit, mengorbit pada ketinggian 13.000 mil (20.000 km) di atas Bumi dan melaju dengan kecepatan 8.700 mph (14.000 km/jam).
Meskipun kita hanya memerlukan tiga satelit untuk menghasilkan lokasi di permukaan bumi, satelit keempat sering kali digunakan untuk memvalidasi informasi dari tiga satelit lainnya. Satelit keempat juga memindahkan kita ke dimensi ketiga dan memungkinkan kita menghitung ketinggian suatu lokasi.
Tiga Segmen GPS
GPS terdiri dari tiga komponen utama, yang disebut segmen, yang bekerja sama untuk memberikan informasi lokasi.
Tiga segmen GPS adalah:
- Luar Angkasa (Satelit) — Satelit yang mengelilingi bumi, mengirimkan sinyal kepada pengguna berdasarkan posisi geografis dan waktu.
- Pengendalian di darat — Segmen Pengendalian terdiri dari stasiun monitor berbasis bumi, stasiun kendali utama, dan antena bumi. Kegiatan pengendalian meliputi pelacakan dan pengoperasian satelit di ruang angkasa dan pemantauan transmisi. Terdapat stasiun pemantauan di hampir setiap benua di dunia, termasuk Amerika Utara dan Selatan, Afrika, Eropa, Asia dan Australia.
- Perangkat pengguna — Penerima dan pemancar GPS termasuk perangkat seperti jam tangan, ponsel, dan perangkat telematika.
Bagaimana Cara Kerja Teknologi GPS?
GPS bekerja melalui teknik yang disebut trilaterasi. Digunakan untuk menghitung lokasi, kecepatan dan ketinggian, trilaterasi mengumpulkan sinyal dari satelit untuk menghasilkan informasi lokasi. Konsep ini sering disalahartikan sebagai triangulasi, yang digunakan untuk mengukur sudut, bukan jarak.
Satelit yang mengorbit bumi mengirimkan sinyal untuk dibaca dan diinterpretasikan oleh perangkat GPS, yang terletak di atau dekat permukaan bumi. Untuk menghitung lokasi, perangkat GPS harus mampu membaca sinyal dari minimal empat satelit.
Setiap satelit dalam jaringan mengelilingi bumi dua kali sehari, dan setiap satelit mengirimkan sinyal unik, parameter orbit, dan waktu. Pada saat tertentu, perangkat GPS dapat membaca sinyal dari enam satelit atau lebih.
Sebuah satelit memancarkan sinyal gelombang mikro yang ditangkap oleh perangkat GPS dan digunakan untuk menghitung jarak dari perangkat GPS ke satelit. Karena perangkat GPS hanya memberikan informasi tentang jarak dari suatu satelit, satu satelit tidak dapat memberikan banyak informasi lokasi. Satelit tidak memberikan informasi tentang sudut, sehingga lokasi perangkat GPS bisa berada dimana saja pada luas permukaan bola.
Ketika satelit mengirimkan sinyal, maka akan tercipta lingkaran dengan radius yang diukur dari perangkat GPS ke satelit. Saat kita menambahkan satelit kedua, maka akan tercipta lingkaran kedua, dan lokasinya dipersempit menjadi salah satu dari dua titik perpotongan lingkaran tersebut. Dengan satelit ketiga, lokasi perangkat akhirnya dapat ditentukan karena perangkat berada di perpotongan ketiga lingkaran.
Kita hidup di dunia tiga dimensi, artinya setiap satelit menghasilkan bola, bukan lingkaran. Perpotongan tiga bola menghasilkan dua titik perpotongan, sehingga dipilihlah titik terdekat dengan Bumi.
Saat perangkat GPS bergerak, radius (jarak ke satelit) berubah. Ketika radiusnya berubah, bola baru dihasilkan, memberi kita posisi baru. Kita dapat menggunakan data tersebut, dikombinasikan dengan waktu dari satelit, untuk menentukan kecepatan, menghitung jarak ke tujuan dan Waktu Estimasi Tiba (Estimated Time of Arrival, ETA).
Apa Kegunaan GPS?
GPS adalah alat yang ampuh dan dapat diandalkan untuk bisnis dan organisasi di berbagai industri. Surveyor, ilmuwan, pilot, kapten kapal, petugas pertolongan pertama, dan pekerja di bidang pertambangan dan pertanian, hanyalah beberapa dari orang-orang yang menggunakan GPS setiap hari untuk bekerja. Mereka menggunakan informasi GPS untuk menyiapkan survei dan peta yang akurat, melakukan pengukuran waktu yang tepat, melacak posisi atau lokasi, dan untuk navigasi. GPS berfungsi setiap saat dan di hampir semua kondisi cuaca.
Ada lima kegunaan utama GPS:
- Lokasi — Menentukan posisi.
- Navigasi — Berpindah dari satu lokasi ke lokasi lain.
- Pelacakan — Memantau objek atau pergerakan pribadi.
- Pemetaan — Membuat peta dunia.
- Pengaturan Waktu — Memungkinkan pengukuran waktu yang tepat.