GLOBAL POSITIONING SYSTEM
1.1.
PENDAHULUAN
Alat bantu navigasi terbaru untuk menyusun Sistem Informasi Lahan adalah Global Positioning System (GPS) atau Sistem Penentu arah Global. Sistem navigasi ini menggunakan bantuan wahana satelit dan dikembangkan oleh Departemen Pertahanan Amerika Serikat. Pada tahun 1963 oleh Angkatan Udara Amerika Serikat dan The Aerospace corporation memulai proyek dengan nama sandi B621B. Tujuan proyek ini, yang dipipin oleh Ivan Getting dan Brad Parkinson, adalah meningkatkan sistem pertahanan dan keamanan negara adidaya tersebut dengan menggunakan satelit (Sujatmiko, 2006).
Selama dua dekade (1970 – 1990) teknologi GPS tidak dikenal orang awam, penggunaan GPS mutlak milik militer dan untuk kepentingan strategis militer terutama bagi Amerika serikat dan sekutunya. Barulah setelah tahun 1990, teknologi navigasi penentu arah dengan presisi yang cukup teliti dapat diakses oleh pemakai non-militer. Saat ini di angkasa luar terdapat sebanyak 24 satelit GPS plus lima satelit cadangan yang mengorbit pada ketinggian 20.200 km (Bahsan, 2005 dan Sujatmiko, 2006). Satelit-satelit ini beredar pada orbit yang ditentukan dan mengitari bumi sebanyak dua kali sehari. Terdapat enam orbit lintasan satelit di luar angkasa dan masing-masing orbit berisikan 4 satelit. Setiap satelit memancarkan gelombang radio secara terus menerus ke beberapa stasiun pengendali satelit di bumi dan alat penerima GPS. Alat penerima sinyal satelit ini disebut sebagai GPS receiver dan biasanya disingkat sebagai alat GPS saja.
Ada lima stasiun pengendali di muka bumi dengan markas besar di Colorado AS. Dengan pengaturan konfigurasi orbit dari tiap satelit maka setiap tempat di muka bumi dapat menerima sinyal satelit antara 4 sampai 10 pada selang waktu yang singkat. Terpantaunya sinyal satelit oleh stasiun pengendali dan penguat gelombang yang kemudian akan melakukan koreksi terhadap posisi koordinat masing-masing satelit.
Untuk dapat mengetahui koordinat suatu tempat di muka bumi dengan alat GPS, maka diperlukan sinyal dari minimal 3 satelit dan jika didapatkan sinyal dari satelit ke 4, maka dapat ditentukan titik elevasi atau ketinggian. Penentuan posisi dari tiga sinyal satelit ini disebut sebagai metoda trilaterasi, dimana ada tiga lingkaran imajiner dengan satelit sebagai titik pusat dimana masing-masing lingkaran satelit saling bersinggungan atau berpotongan satu sama lain pada satu titik seperti terlihat pada Gambar 1.1 dibawah ini. Pada titik pertemuan itulah posisi dari alat penerima GPS berada, dengan cara menghitung waktu tempuh saat sinyal dipancarkan dari satelit dan diterima oleh alat GPS maka diketahui posisi dan jarak antara alat penerima GPS. Akurat tidaknya pengukuran satelit sangat ditentukan kemampuan processor dan fitur-fitur yang terdapat pada alat GPS dan biasanya berkisar antara beberapa milimeter sampai satu meter saja.
Gambar 1.1. Penentuan koordinat dengan metode trilaterasi
1.2. Skenario Praktikum
Minggu ke 2, dosen pembimbing praktikum dengan dibantu asisten menerangkan alat GPS dan kegunaannya dalam Sistem Informasi Lahan (SIL), setelah itu dosen, asisten praktikan akan ke lapangan di sekitar kampus untuk praktek penggunaan GPS.
o Praktikan dibagi atas kelompok yang terdiri dari 3 orang mahasiswa per kelompok.
o Tiap praktikan harus membuat Tabel log-perjalanan masing-masing untuk mencatat kegiatan yang dilaksanakan selama di lapangan.
o Diharapkan praktikan membawa dan memakai perlengkapan untuk ke lapangan untuk antisipasi perubahan cuaca di lapngan, perlengkapan alat tulis, topi, sepatu kets, payung atau jas hujan dan bekal air minum adalah perlengkapan standar yang haus dimiliki oleh setiap praktikan.
o Titik koordinat GPS yang di dapatkan minimal 15 buah dan pada buku catatan atau log-perjalanan digambarkan sketsa perjalanan dan gambaran umum lokasi di lapangan
Minggu ke 3, data koordinat yang didapatkan sebelumnya diolah secara manual dan setelah itu dicoba diolah secara komputasi dengan menggunakan program spreadsheet sperti Microsoft Excel. Daya yang sudah di entry, lalu dismpan dalam format .xls dan .text. Sangat dianjurkan mahasiswa mempunyai sendiri media penyimpanan data secara digital baik minimal disket dan sangat dianjurkan untuk memiliki media dengan penyimpanan memory yang lebih besar seperti salah satu dari alat ini: USB Flask Disk dengan kapaistas minimal 128 MB, Memory Card minimal 128 MB (Compact Flash, Secure Digital, Memory Stick dll), CD RW ataupun CDR untuk penyimpan data final.
1.3. CARA KERJA GPS
a.
MENGHIDUPKAN ALAT
Tekan tombol Merah (bergambar lampu) sehingga akan muncul layar seperti di samping ini.
Jika alat belum dapat menjejak sinyal satelit, maka akan keluar layar konfigurasi angkasa berupa gambar dua lingkaran dan beberapa nomor satelit.
Layar status satelit akan muncul dan alat sedang mencari sinyal satelit yang nomornya tergambar di layar. Setelah jumlah minimum sinyal satelit dapat terjejak (minimal 3 satelit), maka GPS akan menampilkan layar posisi seperti gambar di sebelah.
b. MEMATIKAN ALAT
Tekan Tombol Merah (gambar lampu) minimal selama 3 detik maka alat akan padam sendiri.
c. PENYETELAN ALAT
Hidupkan alat dengan menekan tombol merah. Tekan PAGE beberapa kali sehingga muncul layar berjudul MAIN MENU.
Turunkan tanda hitam menggunakan tombol panah sehingga terpilih SETUP MENU.
Tekan ENTER sehingga akan muncul layar berjudul SETUP MENU. Menu ini terdiri dari 7 sub menu yang memprogram cara kerja alat.
d. SYSTEM SETUP Mode
Adalah menu untuk mengatur mode operasi alat, yaitu : Normal Mode : untuk navigasi
sebenarnya.
Simulator Mode : sebagai simulasi.
Caranya, dengan memilih mode tersebut dengan menekan tombol besar ke atas atau ke bawah.
Set Up Hari dan Jam
Dengan menekan tombol ENTER pada penunjukkan OFFSET dan mengatur penambahan jam dari waktu UTC (GMT), serta mengatur periode waktu 24 jam atau 12 jam.
Dengan menekan ENTER pada penunjukkan CONTRAST dan mengaturnya melalui tombol besar ke kiri/kanan.
Pencahayaan
Pengaturan waktu pencahayaan pada penunjukkan LIGHT dalam waktu satuan detik.
Tone
Penyetelan bunyi bib pada waktu operasi alat diatur pada penunjukkan TONE dengan 3 pilihan :
None : tidak ada bunyi
MSG only : bunyi jika ada alarm/pesan MSG, Key : bunyi jika ada alarm/pesan
atau jika menekan tombol.
e. NAVIGATION SETUP Position Format
Penyetelan awal adalan MGRS. Setelah ini dapat dirubah menjadi koordinat geografi (Lintang, Bujur) dalam derajat, menit dan detik atau dalam berbagai macam koordinat proyeksi. Alat ini dillengkapi juga dengan koordinat proyeksi untuk Indonesia yaitu Indo So LCO.
Caranya adalan dengan menekan ENTER pada penunjukkan POSITION FRMT dan memilih koordinat dengan menekan tombol besar ke atas/bawah. Map Datum
Pada penunjukkan MAP DATUM, dapat dipilih berbagai macam Datum yang ada di dunia, termasuk WGS84 dan Djakarta.
Caranya adalah dengan menekan ENTER pada penunjukkan MAP DATUM dan memilih koordinat dengan menekan tombol besar ke atas/bawah. CDI
CDI adalah penyetelah jangkauan indikator penyimpangan yang tertera di layar. Ada 4 pilihan yaitu :
± 0,02 ± 0,25 ± 1,25 dan
± 5,0 mil atau km.
Caranya adalah dengan menekan ENTER pada penunjukkan CDI dan memilih koordinat dengan menekan tombol besar ke atas/bawah.
Angle
Adalah penyetelan satuan pengukuran sudut kompas. Ada 2 pilihan yaitu :
Derajat (degree) dan Miles
Caranya adalah dengan menekan ENTER pada penunjukkan ANGLE dan memilih koordinat dengan menekan tombol besar ke atas/bawah.
Units
Adalah penyetelan satuan pengukuran jarak. Ada 3 pilihan, yaitu : Metric
Statute dan Nautical
Caranya adalah dengan menekan ENTER pada penunjukkan UNITS dan memilih koordinat dengan menekan tombol besar ke atas/bawah.
Heading
Adalah penyetelan penunjukkan arah utara kompas. Ada 3 pilihan, yaitu :
True : arah utara sebenarnya. Grid : arah utara magnet
Auto : arah utara otomatis f. TRACK LOG
Track Log menunjukkan penyetelan jumlah titik atau route yang disimpan. Record : tersedia 2 pilihan, yaitu :
YES, maka titik yang dilalui akan disimpan dalam memori alat,
NO, maka titik yang ditandai tidak akan disimpan.
Criteria : tersedia 2 pilihan, yaitu : Automatic
Time Interval
Menunjukkan selang waktu penyimpangan koordinat titik yang dilalui. Memory Used : menunjukkan jumlah memory yang dipakai terhadap yang disediakan atau ditulis dalam %.
Clear Log ? : menanyakan apakah titik yang disimpan perlu dihapus atau tidak. Trackback ? : menanyakan apakah titik – titik terakhir yang dilalui perlu
dihapus atau tidak. g. MAP
Menekan ENTER pada MAP di SETUP MENU akan menampilkan layar MAP SET UP yang mempunyai menu :
Orientation : menunjukkan pilihan orientasi peta pada layar, apakah ; searah route (Track Up),
searah utara (North Up) atau
searah route yang diinginkan (DTK Up)
Plotted Items : adalah pilihan ; Yes dan
No, pada tampilan layar. Rings : lingkaran jarak Route : gambar route Nearest : titik terdekat Names : nama titik terdekat
Track log : menunjukkan berapa titik maksimum yang perlu ditampilkan di layar.
h. INTERFACE
Jika menekan ENTER pada tanda INTERFACE di Set Up Menu, maka alat akan menyetel format hubungan antara alat dengan alat lainnya.
Ada 5 pilihan yaitu : GRMN/GRMN, None/None, None/NMEA, RTCM/None dan RCTM/NMEA.
Caranya adalah dengan menekan ENTER pada penunjukkan baris pertama. Sedangkan pada baris kedua adalah pilihan sebagai penerima data (Host) atau sebagai pengirim data (Send).
i. USER GRID
Pada pilihan User Grid di Set Up Menu, maka layar akan menampilkan layar User Grid, yaitu pilihan :
Longitude Origin : masukkan harja Bujur awal pada sistem koordinat. Scale : masukkan harga perbesaran.
j. USER DATUM
Pada pilihan User Datum di Set Up Menu, jika ENTER ditekan, maka layar akan menampilkan User Datum dengan beberapa pilihan isian untuk DX, DY, DZ, DA dan DF, yaitu besarnya harga pergeseran datum pemakaian alat terhadap WGS 84 (dalam satuan meter).
k. MENENTUKAN POSISI
Hidupkan alat dengan menekan tombol merah
Tunggu layar berubah menampilkan halaman posisi seperti terlihat pada gambar. Posisi terlihat pada kotak yang berjudul POSITION.
Tekan tombol MARK, maka layar akan berubah menjadi layar MARK POSITION.
Tekan tombol besar ke bawah sekali untuk menggeser tanda pilihan SAVE ke baris atas untuk memberi nama WAYPOINT.
Tekan ENTER, maka kursor akan berkelip di huruf pertama.
Masukkan nama WAYPOINT dengan menekan tombol besar ke atas/bawah beberapa kali sehingga muncul huruf C.
Geser kursor ke kanan dengan tombol besar, lalu pilih lagi huruf A dengan menekan tombol besar ke bawah/atas.
Lakukan hal yang sama sehingga nama WAYPOINT menjadi CAMP. Tekan ENTER untuk menyudahi pemasukan nama.
Tekan tombol besar ke bawah beberapa kali menuju huruf SAVE ?. Tekan ENTER untuk menyimpan WAYPOINT dengan nama CAMP.
l. MELIHAT WAYPOINTS
Hidupkan alat dengan menekan tombol merah.
Jika layar telah berubah menjadi layar konfigurasi angkasa, tekan tombol PAGE beberapa kali sehingga muncul layar MAIN MENU. Pilih NEAREST WPTS, tekan ENTER, maka akan muncul daftar titik –
titik (WPTS) terdekat dari posisi setempat, dalam arah dan jarak. Jika salah satu titik dipilih dan tekan ENTER, maka posisi titik tersebut
akan ditampilkan dan waktu pengambilan posisinya.
Pada layar tersebut juga diberi pilihan, apakah titik tersebut akan dihapus, ganti nama atau membuat posisi baru.
Jika pada MAIN MENU dipilih WAYPOINT LIST dan tekan ENTER, maka layar akan menampilkan daftar titik – titik (Waypoints) menurut susunan abjad.
Jika salah satu titik dipilih dan tekan ENTER, maka posisi titik tersebut akan ditampilkan dan waktu pengambilan posisinya.
Untuk membuat posisi titik – titik atau Waypoint, maka pada MAIN MENU, pilih Waypoints lalu tekan ENTER, sehingga akan muncul layar Waypoint.
Turunkan kursor menggunakan tombol besar sampai pada tanda NEW ?, tekan ENTER.
Untuk mengisi Nama titik pilih huruf yang diinginkan dengan tombol besar ke atas/bawah dan untuk menggeser kursor gunakan panah ke kiri/kanan.
Jika Nama titik selesai, tekan enter, lalu isi koordinatnnya dengan cara yang sama.
Setelah pengisian selesai, turunkan kursor sampai tanda DONE ?, lalu tekan ENTER, maka Waypoint tersebut telah disimpan dalam memori alat.
m. MENUJU KE SASARAN
Hidupkan alat dan tentukan posisi setempat
Jika posisi setempat sudah diperoleh, tekan tombol GOTO, maka layar akan menampilkan daftar Waypoints.
Pilih salah satu titik/WPT yang hendak dituju, lalu tekan ENTER, maka alat akan menampilkan layar kompas dengan penunjukkan nama titik yang hendak dituju, azimunth arah dan jarak, serta gambar anak panah yang menunjuk ke arah sasaran.
Layar ini juga menampilkan arah perjalanan yang sedang dilakukan dan kecepatannya di atas tanah, serta grafik skala yang menunjukkan jauhnya penyimpangan arah perjalanan dari arah yang seharusnya. Agar penyimpangan arah berjalan tidak terlalu jauh dari arah
sebenarnya, kendalikan perjalanan berdasarkan arah panah sehingga garis tegak pada skala tetap berada di tengah – tengah.
Tekan ENTER untuk melihat layar sasaran dan pergeseran arah perjalanan dari arah sebenarnya.
Tekan tombol QUIT untuk kembali ke layar sebelumnya.
Jika perjalanan sudah dekat dengan tujuan, maka alat akan menampilkan layar berkelip dan menimbulkan suara bib (pesan). Tekan tombol PAGE untuk melihat pesan/alarm dari alat dan tekan
Untuk melihat peta perjalanan, tekan tombol PAGE beberapa kali sampai terlihat gambar route perjalanan dari titik awal sampai titik terakhir/sasaran.
Layar peta ini dilengkapi juga dengan nama titik – titik yang telah dilalui (jika ditandai), fasilitas untuk memperbesar layar dan fasilitas untuk menggeser layar sesuai dengan posisi kursor yang dikehendaki. Pada layar peta, tekan tombol panah sampai tanda titik tertentu, lalu tekan ENTER, maka informasi posisi titik tersebut akan ditampilkan, sedangkan jika menekan ENTER pada tanda PAN, maka layar akan bergeser sesuai dengan perintah dari anak panah pada tombol besar. Untuk memperbesar layar maka tekan ENTER dan geser anak panah
sehingga tanda terletak pada angka Km di tengah layar dengan menggeser kursor panah, maka layar akan membesar atau mengecil sesuai dengan angka yang tertera pada layar (dalam jangkauan Km).
n. PAPAN TOMBOL
Mematikan/menghidupkan alat dan menghidupkan lampu layar.
Berpindah antar tampilan utama dan kembali dari submenu ke menu utama.
Menangkap suatu posisi dan menampilkan Mark Position Page.
Menampilkan Nav Page dengan kursor pada bidang Waypoint untuk operasi GO TO. Tekan GO TO dua kali untuk mengaktifkan MOB.
Memastikan data masukan dan mengaktifkan kursor untuk memasukkan data.
Kembali ke tampilan sebelumnya atau kembali ke bidang data sebelumnya.
Memilih karakter alphanumerik dan menu dan
memindahkan kursor dari satu bidang ke bidang lainnya.
Memindahkan bidang karakter terpilih dan memindahkan kursor dari satu bidang ke bidang lainnya.
o. KONVERSI DATA KOORDINAT GPS
Data yang diterima oleh alat GPS berupa posisi geografis yaitu koordinat Bujur Timur / Barat dan koordinat Linatng Utara maupun Selatan serta titik elevasi atau ketinggian. Data dapat disimpan di dalam memory alat GPS. Disarankan data titik-titik koordinat dan elevasi juga dicatat dalam buku log-perjalanan dengan membuat tabel yang terdiri dari beberapa kolom dan baris. Contoh buku log-perjalanan lapangan dengan GPS seperti pada Tabel 2.1. dibawah ini.
Tabel 2.1. Tabel Log-perjalanan survey
No. Lokasi Koordinat Elevasi /
Ketinggian Bujur Timur/Barat Lintang Utara / Selatan
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15.
Hari/Tgl : Keterangan lain : Surveyor :
Data koordinat yang didapatkan dari alat GPS dapat menggunakan satuan derjat (0), menit (‘) dan detik (‘’) ataupun dapat dalam bentuk derjat dan desimal. Contoh pembacaan koordinat dari alat GPS seperti terlihat di bawah ini.
Data yang tersimpan dalam memory GPS dapat dipindahkan ke komputer dengan menggunakan perangkat lunak tertentu yang biasanya disediakan secara optional oleh vendor GPS atau menggunakan perangkat lunak SIL lainnya. Menghubungkan alat GPS dengan komputer dapat menggunakan kabel data transfer dari alat GPS (tergantung mode GPS dan kelengkapan standar yang tersedia pada tipe tertentu).
Jika sudah terdapat data peta digital didalam komputer maka data koordinat lokasi yang telah diambil dari lapangan dapat langsung di overlay kan dengan peta yang ada. Jika penguhung antar muka alat GPS dan komputer tidak tersedia maka pemasukan data koordinat dapat dilakukan dengan cara manual dengan memanfaatkan program spreadsheet seperti Microsoft Excel. Data koordinat dari GPS yang berbentuk derjat menit dan detik perlu dikonversikan terlebih dahulu terutama pada angka menit dan detik. Program komputasi komputer biasanya mengenal angka dalam bentuk desimal. Maka untuk mengkonversikan satuan menit ke desimal, maka perlu dibagi dengan 60, sedangkan detik dibagi dengan 3600. Sebagai contoh koordinat suatu tempat didapatkan 100030’15” E (East atau Bujur Timur) dan 0045’30.3” S (South atau Lintang Selatan). Maka konversi koordinat ini adalah sebagai berikut:
0 + 45/60 + 30.3/3600 = 0.75841667 LS
Untuk pembeda posisi Bujur Barat dengan Bujur Timur sewaktu entry data koordinat GPS, maka nilai koordinat pada posisi Bujur Barat diberi label negatif sedangkan Bujur Timur tetap positif. Sedangkan untuk Lintang Selatan bernilai negatif juga dan Lintang Utara bernilai positif. Prinsip nilai positif dan negatif ini mengambil analogi garis sumbu x dan y yang saling berpotongan pada angka nol. Sumbu x digunakan untuk Bujur Barat atau Timur, dimana garis nol bujur terletak melintasi kota Greenwich di Inggris dan garis sumbu y untuk garis khatulistiwa. Gambaran posisi koordinat dapat dilihat pada Gambar dibawah ini.
Tabel 2.2. Konversi koordinat
No. Lokasi Koordinat
Konversi X Konversi Y BB/BT (X) LS/LU (Y) 1. Kampus A 100030’15” BT 0045’30.3” LS 100.5041667 0.75841667 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. Lintang Utara (+) Lintang Selatan (-)
Latihan dan Tugas 2 dan 3.
1. Susunlah data titik koordinat GPS yang telah didapatkan di lapangan dalam Tabel yang rapi baik secara manual dan digital
2. Gambarkan sketsa titik koordinat GPS dengan manual dan digital dengan menggunakan program drawing (Corel Draw, AutoCad dll). 3. Jelaskan fungsi dan kegunaan alat GPS dalam SIL
4. Jelaskan bagaimana cara set up dari alat GPS ini.
5. Apa yang dimaksud dengan user datum, waypoints dan track log.
Daftar Pustaka
Bahsan, E. 2005. Global Positioning System Makin Menentukan. Kompas , Kamis 21 Juli 2005. halaman 52
PT FREINDO ME, Jalan Bendungan Hilir IV/7, Bendungan Hilir, Tel # 5734825
– 5738530 – 5720136 Fax # 5720136 Jakarta Pusat – 10210 e-mail :
Sujatmiko, E. 2005. Global Positiong System Pemandu Arah yang Luar Biasa. Kompas, Senin 4 Desember 2006. halaman 35.
