Modul-2 : GPS Signal and Data

(1)

Modul-2 :

GPS Signal and Data

Lecture Slides of GD. 3211 Satellite Surveying

Geodesy & Geomatics Engineering

Hasanuddin Z. Abidin

Geodesy Research Division

Institute of Technology Bandung

Jl. Ganesha 10, Bandung, Indonesia

E-mail :

hzabidin@gd.itb.ac.id

Version : February 2007

(2)

Sinyal GPS

Hasanuddin Z. Abidin, 1994

• Satelit GPS memancarkan sinyal,

pada prinsipnya untuk ‘

memberi tahu

’

si pengamat sinyal tersebut tentang

posisi

satelit GPS yang bersangkutan

serta

jaraknya

dari pengamat

lengkap dengan

informasi waktunya

.

• Sinyal GPS juga digunakan untuk

menginformasikan kesehatan

(

kelaik-gunaan

) satelit pada

pengamat.

• Dengan mengamati satelit dalam

jumlah yang cukup, si pengamat dapat

menentukan

posisinya

serta

parameter-parameter lainnya.

Sinyal GPS GPS Pengamat

4

• posisi satelit • jarak ke satelit • informasi waktu • kesehatan satelit • informasi lain-lainnya

(3)

Data Dalam Sinyal GPS

 Waktu pentransmisian sinyal dari satelit  Posisi satelit

 Kesehatan satelit  Koreksi jam satelit

 Efek refraksi ionosfir (untuk pengamat

dengan receiver satu-frekuensi)

 Transformasi waktu ke UTC  Status konstelasi satelit

Satelit GPS

Pengamat

4 Setiap sinyal dari satelit GPS membawa

data yang diperlukan untuk mendukung

proses penentuan

posisi

,

kecepatan

, maupun

waktu

. Data tersebut meliputi informasi yang

diperlukan untuk menentukan

:

(4)

Components of GPS Signal

• COMPONENT FOR INFORMING THE DISTANCE (CODES)

There are 2

pseudo-random noise

(PRN)

code

for determining

the distance from satellite to the user, namely

- P(Y)-code (P =

Precise

or

Private

) and

- C/A-code (C/A =

Coarse Acquisition

or

Clear Access

).

• COMPONENT FOR INFORMING THE SATELLITE POSITION

(NAVIGATION MESSAGE)

Consist of satellite orbital parameters which can then be used to determine the

satellite coordinate (X,Y,Z). It is also called

Broadcast Ephemeris

.

• CARRIER WAVE

It used to carry the

codes

and

navigation message

from a satellite to the user

.

There are two carrier waves, namely L1 and L2.

Observer

4

P(Y)-code, C/A-code, Navigation Message P(Y)-code, Navigation Message

L1

L2

Hasanuddin Z. Abidin, 2003

(5)

Anti Spoofing



Untuk menghindari pengelabuan (

spoofing

) dari pihak musuh,

pihak DoD Amerika Serikat menerapkan kebijaksanaan

Anti

Spoofing (AS)

.



Dalam hal ini

kode-P

dienkrip (

encrypted

), dengan jalan

mengkombinasikannya dengan

kode-W

yang rahasia, sehingga

menjadi

kode-Y

.



Receiver sipil

secara umum tidak dapat mendekrip kode-Y,

sehingga tidak dapat mengakses kode-P. Hanya receiver dari

pihak militer USA dan

authorized users

saja yang punya

kemampuan untuk mendekripkan kode-Y menjadi kode-P.



AS

secara resmi diaktifkan pada 31 Januari 1994 jam 00:00

(6)

Polarisasi Sinyal GPS



Sinyal yang dipancarkan oleh satelit GPS mempunyai

polarisasi lingkaran tangan kanan

(

Right-Hand Circular Polarisation

, RHCP)



Polarisasi lingkaran umum digunakan untuk sinyal yang

dipancarkan dari wahana angkasa dalam rangka untuk

melawan

fading problem

yang terkait dengan

rotasi

Faraday

dari bidang polarisasi yang disebabkan oleh

medan magnetik bumi.



Agar supaya sinyal RHCP dapat memberikan kekuatan

sinyal yang maksimum kepada Receiver, maka

antena

RHCP

harus digunakan.

(7)

L1

1575.42 MHz



= 19.0 cm

C/A-Code

1.023 MHz



= 300 m

P(Y)-Code

10.23 MHz



= 30 m

L2

1227.60 MHz



= 24.4 cm

Navigation

Message

50 Hz

Navigation

Message

50 Hz

: 204 600

: 10

same

x 154

x 120

C/A-Code

: period = 1 msec

, length = 1023 chips

Kode-P(Y)

: period = 266 days , length = 2.3547 x 10

14

_chips

Navigation Message

: length = 1500 bits

P(Y)-Code

10.23 MHz



= 30 m

Structure of GPS Signals

Basic frequency

(Atomic Oscillator)

f

₀

= 10.23 MHz

(8)

Modernization of GPS Signals

P(Y) C/A C/A P(Y) P(Y) P(Y) M L2C M C/A P(Y) M P(Y) L2C M P(Y) C/A C/A P(Y) P(Y) P(Y) M L2C M

Current signals

(Block II/IIA/IIR)

C/A P(Y) M P(Y) L2C M

1176 MHz

1227 MHz

1575 MHz

1176 MHz

(L5)

1227 MHz

(L2)

1575 MHz

(L1)

Full modernized

Signals (Block IIF)

Next Generation

Signals (Block IIR-M)

(9)

Pertimbangan Dalam Pemilihan

Band Frekuensi Untuk Sinyal GPS

Parameter Kinerja Band-L (1-2 GHz) Band-C (4-6 GHz)

Path loss (hilangnya daya selama perjalanan) untuk antena penerima omnidirectional ~ f 2 Paling kecil diantara ketiganya Wajar

(Dapat diterima) lebih besar dari 10 dB, pada band-L Bias Ionosfir

( ~ 1/ f 2₎ _{20-1500 ns}Besar, _{pada 1.5 GHz}2 – 150 ns  0 – 15 ns

Pertimbangan

lainnya Derau galaktik150o_{K pada}

400 MHz

__

_{karena atmosfir dan hujan}Atenuasi (pelemahan)

cukup signifikan pada band 4-6 GHz : 0.1 – 1 dB/km untuk setiap 100 mm/jam

curah hujan.

UHF ( 400 MHz)

(10)

Distances to GPS Satellites

• PSEUDORANGES



based on the travel time of the signal



derived using code measurements

• PHASE RANGES



based on the phase of the signal



derived using carrier phase

measurements

4

(11)

PRN (Pseudo-Random Noise) Codes

 Rangkaian kombinasi tertentu dari bilangan 0 dan 1 (binary data stream).

Code state yang bersangkutan adalah -1 dan +1.

 Kombinasi tersebut disusun menggunakan suatu algoritma matematis tertentu.  Mempunyai karakteristik yang nampak seperti acak, padahal tidak (

pseudo-random).

 Mempunyai korelasi maksimum pada zero lag. Dua kode PRN yang sama,

strukturnya hanya akan berimpit (sama) sekali saja dalam susunannya.

 Setiap satelit GPS mempunyai struktur kode yang unik dan berbeda dengan

satelit-satelit lainnya.

 Ada dua kode yang digunakan oleh GPS, yaitu kode-P(Y) dan kode-C/A. Kedua

(12)

(13)

Penentuan jarak (pseudorange) dengan kode

 Prinsip pengukuran jarak : Receiver GPS membandingkan kode yang diterima dari

satelit dengan replika kode yang diformulasikan di dalam receiver.

 Waktu yang diperlukan untuk ‘mengimpitkan’ kedua kode tersebut adalah waktu yang

diperlukan oleh kode tersebut untuk menempuh jarak dari satelit ke pengamat.

Jarak = kecepatan cahaya x dt

 Karena jam receiver tidak sinkron dengan jam satelit maka jarak di atas masih

terkontaminasi oleh kesalahan waktu, sehingga jarak tersebut dinamakan pseudorange.

 Presisi jarak sekitar 1% dari code width (panjang gelombang kode).

Untuk kode-P = 0.3 m dan untuk kode-C/A = 3 m.

dt

Kode yang datang dari satelit GPS

Replika kode yang dibangun dalam receiver GPS

Receiver Satelit

(14)

Proses

Korelasi

Kode GPS

(15)

Kode-P vs. Kode-C/A



Kode-P mempunyai

frekuensi (

chipping rate

) yang lebih tinggi

:

- panjang gelombang (code width) nya lebih kecil. - presisi jarak yang diberikan lebih tinggi

(10 kali lebih presisi dari kode-C/A).

- efek dari multipath (kalau terjadi) lebih kecil. - akan memberikan posisi yang relatif lebih teliti.



Kode-P

dimodulasikan pada dua gelombang pembawa

, L1 dan L2

- efek dari bias ionosfir (orde pertama) pada jarak ukuran dapat diestimasi. - akan memberikan posisi yang relatif lebih teliti.



Receiver kode-P

lebih tahan terhadap “

jamming

”

dibandingkan receiver

kode-C/A dan lebih bisa menyesuaikan dengan aplikasi yang

berdinamika tinggi, seperti untuk pesawat tempur, peluru kendali, survei

hidrografi, dll.

(16)

 Agar gelombang pembawa dapat

‘membawa’ code dan navigation message, keduanya harus

ditumpangkan ke gelombang pembawa. Dengan kata lain

gelombang pembawa dimodulasi oleh code dan navigation message.

 Gelombang pembawa yang murni

(tidak termodulasi) tidak mengandung informasi.

 Dalam memodulasikan suatu gelombang ada beberapa parameter yang dapat

diubah dalam proses modulasi, yaitu frekuensi (modulasi frekuensi), amplitudo (modulasi amplitudo), dan fase (modulasi fase).

 Sinyal GPS menggunakan modulasi fase yang dinamakan binary biphase

modulation.

Modulasi Sinyal GPS

Hasanuddin Z. Abidin, 1994 gelombang pembawa gelombang pembawa yang telah dimodulasi kode + 1 - 1

(17)



Binary-to-binary modification of codes

Dalam tahap awal ini navigation message ditumpangkan ke P(Y) dan kode-C/A. Dengan kata lain kode-(Y) dan kode-C/A dimodulasi dengan navigation message.



Binary biphase modulation

Dalam tahap ini kode-(Y) dan kode-C/A yang telah ‘membawa’ navigation message ditumpangkan ke gelombang pembawa L1 dan L2

Proses Pemodulasian Sinyal GPS

Kode - P(Y) Navigation Message Kode - C/A Navigation Message Kode - P(Y) Navigation Message Kode - C/A Navigation Message

Sinyal L1

Kode - P(Y) Navigation Message

Sinyal L2

(18)

Sinyal-Sinyal GPS

S

(t)

A .P (t).D (t).sin(2 f t)

A .C (t).D (t).cos(2 f t)

S

(t)

B .P (t).D (t).sin(2 f t)

L1 p i i 1 c i i 1 L p i i









2 2

Secara matematis, sinyal-sinyal L1 dan L2 dapat dirumuskan sbb. :

A

_p

& B

_p

= amplitudo kode-P(Y) pada sinyal L1 dan L2

A

_c

= amplitudo kode-C/A pada sinyal L1

P

_i

(t)

= rangkaian kode-P(Y) dengan state ± 1

C

_i

(t)

= rangkaian kode-C/A dengan state ± 1

D

_i

(t)

= rangkaian data dengan state ± 1

(19)

90

0 Kode - C/A

Kode - P

f

_P

= 10.23 Mbps (bits per second)

f

_D

= 50 bps (navigation message)

f

_C/A

= 1.023 Mbps

f

_D

= 50 bps (navigation message)

Diagram Fasor

(20)

Karakteristik Spektral Sinyal GPS

Kode-P Kode-C/A 2.046 MHz Power (dBW) 1575.42 MHz 20.46 MHz -160 -163 Power (dBW) 1227.60 MHz -166 20.46 MHz Kode-P

Sinyal - L1

Sinyal - L2

f (Hz) f (Hz)

(21)

Pengukuran Fase Gelombang Pembawa



Komponen yang dapat diamati/diukur :

.

fraksi dari satu gelombang pembawa

(0 sampai 360 derajat).

.

‘zero crossings’ (dari - ke +, atau dari + ke -).

Dengan kata lain yang dapat diamati adalah

jumlah gelombang penuh yang terhitung

sejak saat pengamatan dimulai.



Hasil ukuran fase (dalam unit jarak) karena itu

bukan merupakan jarak absolut dari pengamat

ke satelit

jarak yang

ambiguous

.



Secara umum ketelitian pengukuran fase :

= 1% x Panjang Gelombang

L1 = 1% x 19.0 cm = 1.9 mm

 0 panjang gelombang zero crossings

(22)

(23)

Penentuan Jarak Dengan Fase

jumlah gelombang penuh yang diamati hasil ukuran fase total () pada epok t

jumlah gelombang penuh (N) yang tidak teramati (tidak diketahui).

Disebut juga cycle ambiguity.

ukuran fase pada epok t (fraksi gelombang)

Jarak = panjang gelombang . ( + N)

Jarak ukuran dari pengamat ke satelit pada epok t, dihitung berdasarkan rumus :

 Untuk merubah data fase menjadi data jarak, cycle ambiguity N harus

ditentukan terlebih dahulu nilainya.

 Kalau nilai bilangan bulat N bisa ditentukan secara benar :

- jarak fase akan menjadi ukuran jarak yang sangat teliti (orde mm). - dapat digunakan untuk penentuan posisi secara teliti (orde mm - cm)

(24)

GEOMETRICAL INTERPRETATION OF

CARRIER RANGE AND CYCLE AMBIGUITY



_(t

_i

_{) = Fr(}



_(t

_i

_{)) + Int(}



_;t

_o

_{, t}

_i

_{) + N(t}

_o

₎

= N(t

_o

) +



_i



_i

_{= Fr(}



_(t

_i

_{)) + Int(}



_;t

_o

_{, t}

_i

₎

Phase observation

at each epoch t

_i

:

Hasanuddin Z. Abidin, 2003 N(t_o) GPS Orbit GPS Receiver N(t_o) N(t_o)



₁



₂



₃

t

₁

t

₂

t

₃

(25)

Pseudorange vs Phase Range

PSEUDORANGE

PHASE RANGE

Noise

(1% of



)

P(Y)-code : 0.3 m

C/A-code : 3 m

L1 : 1.9 mm

L2 : 2.4 mm

Ambiguity

_None

_{cycle ambiguity}

Ionospheric bias

delayed

fasten

Multipath

1 code width (max) :

P(Y)-code : 30 m

C/A-code : 300 m

0.25 

(max) :

L1 : 4.8 cm

L2 : 6.1 cm

(26)

• Ada 2 lumba-lumba.

• Kalo anda melihat keduanya

sama, berarti anda tdk stress.

• Tapi kalau anda melihat ada

perbedaan diantara 2

lumba-lumba ini, berarti anda stress.

• Semakin banyak perbedaan yg

anda lihat berarti anda stress berat.

• Test ini sdh diuji coba oleh para

ahli ke para pasien sakit jiwa dan

terbukti ketelitiannya sbg

indikator stress.

(27)

• Besides containing the ranging codes, GPS signals also are

modulated by the 'navigation message'.

• This message contains information such as :

- the satellite's orbital data (the so-called

broadcast ephemeris

),

- satellite almanac data,

- satellite clock correction parameters,

- satellite health and constellation status,

- ionospheric model parameters for single-frequency users, and

- the offset between the GPS and UTC

(

Universal Time Coordinated

) time systems.

• The content of the navigation message is

determined by the GPS Control Segment and

broadcast to the users by the GPS satellites.

(28)

Structure of GPS Navigation Message

1

2

3

4

5

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

Dataframe (30 sec)

Subframe (6 sec)

Information/Control 24 bits 6 bits TLM HOW

2,3

4,5

Block – I Data

(Clock Parameters)

Block – II Data

(Broadcast Ephemeris)

Block – III Data

(Almanac, UTC,

Ion. cor. parameters,

Special information)

Subframes

(29)

Struktur dari

Navigation Message

GPS

1

2

3

4

5 unik untuk setiap satelit



koeffisien koreksi



jam satelit

parameter orbit

25 halaman



almanak untuk satelit 1 - 24



kesehatan 1 - 24



almanak untuk satelit 23 - 32



parameter model ionosfir



flag untuk AS

kesehatan 25 - 32

SUB

FRAMES

(30)

Broadcast Ephemeris

Hasanuddin Z. Abidin, 1994 

Broadcast ephemeris

pada dasarnya berisi parameter waktu,

parameter orbit satelit, dan parameter perturbasi dari orbit satelit.



Parameter waktu terdiri dari 6 parameter

, yaitu waktu referensi

untuk parameter ephemeris, waktu referensi untuk parameter jam

satelit, 3 koefisien untuk koreksi jam satelit, dan IOD (Issue of Data).



Parameter orbit satelit terdiri dari 6 parameter

, yaitu akar dari

sumbu panjang ellips, eksentrisitas, inklinasi,

right ascension of the

ascending node,

argument of perigee, dan anomali menengah.



Parameter perturbasi dari orbit satelit terdiri dari 9 parameter.



Broadcast ephemeris

dikirimkan setiap 1 jam.

(31)

Time Parameters

 toe Reference time for the ephemeris parameters (s)

 toc Reference time for the clock parameters (s)

 ao, a1, a2 Polynomial coefficients for satellite clock correction, i.e. representing the

bias (s), drift (s/s), and drift-rate (s/s2) components.

 IOD Issue of Data (arbitrary identification number)

Satellite Orbit Parameters  a Square root of the semi-major axis (m1/2)

 e Eccentricity of the orbit (dimensionless)

 io Inclination of the orbit at toe(semicircles)

 o Longitude of the ascending node at toe(semicircles)

  Argument of perigee (semicircles)

 Mo Mean anomaly at toe(semicircles)

Orbital Perturbation Parameters

 n Mean motion difference from computed value (semicircles/s)

  Rate of change of right ascension (semicircles/s)

 idot Rate of change of inclination (semicircles/s)

 Cus and Cuc Amplitude of the sine and cosine harmonic correction terms to the

argument of latitude (rad)

 Cis and Cic Amplitude of the sine and cosine harmonic correction terms to the

inclination angle (m)

 Crs and Crc Amplitude of the sine and cosine harmonic correction terms to the orbit

radius (m)

(32)

Perigee Reference epoch i_o idot  _k Equator M_o _o a,e Ascending node 

.



.

_e Geocenter Vernal equinox _n Z_T Satellite Cic, Cis C_rc, C_rs Cuc, Cus Y_T X_T Perigee Reference epoch i_o idot  _k Equator M_o _o _o a,e Ascending node 

.



.



.

_e 

.

_e Geocenter Vernal equinox _n _n Z_T Satellite Cic, Cis C_rc, C_rs C_rc, C_rs Cuc, Cus Y_T X_T

Geometric Visualization

of the GPS Broadcast

Ephemeris Parameters

• In BROADCAST EPHEMERIS :

Coordinates of GPS

satellites are not given

directly in (X,Y,Z).

• Instead the Keplerian

elements of the orbit

are given.

(33)

Other GPS Orbit Information

GPS Orbit

Information:

• Almanac

• Broadcast Ephemeris

• IGS Ultra Rapid Ephemeris

• IGS Rapid Ephemeris

• IGS Final (Precise) Ephemeris

Keplerian elements

Position and

velocity of

satellites

Broadcast

~160 cm

real time

--

daily

Ultra-Rapid (ph)

~10 cm

real time

4 times daily

15 min

Ultra-Rapid (oh)

<5 cm

3 hours

4 times daily

15 min

Rapid

<5 cm

17 hours

daily

15 min

Final

<5 cm

~13 days

weekly

15 min

(34)

2 NAVIGATION DATA RINEX VERSION / TYPE

ASHTORIN 24 - NOV - 96 00:54 PGM / RUN BY / DATE COMMENT END OF HEADER 5 96 11 23 6 0 0.0 .695018097758D-04 .193267624127D-11 .000000000000D+00 .720000000000D+02 .114937500000D+03 .503163815935D-08 .228558310350D+01 .587292015553D-05 .126769649796D-02 .383704900742D-05 .515377617836D+04 .540000000000D+06 .558793544769D-08 -.236591202448D+01 -.298023223877D-07 .947094241225D+00 .300312500000D+03 -.136772230744D+01 -.852999816581D-08 .353586156854D-09 .000000000000D+00 .880000000000D+03 .000000000000D+00 .700000000000D+01 .000000000000D+00 .232830643654D-08 .584000000000D+03 .536670000000D+06 .000000000000D+00 .000000000000D+00 .000000000000D+00

Contoh Broadcast Ephemeris

dari Satelit GPS (PRN 5)

Dalam Format RINEX

(35)

  = 3.986005 x 1014 m3/s2 Nilai konstanta gravitasi bumi (WGS-84)

 e = 7.2921151467 x 10

-5

rad/s Kecepatan rotasi bumi (WGS-84)

  = 3.1415926535898 Nilai standar untuk GPS

 a = a)2 Nilai sumbu panjang ellipsoid

 no = (/a3) Nilai mean motionnominal

 tk = t - toe Waktu sejak waktu referensi ephemeris

 n = no + n Nilai mean motionyang telah dikoreksi

 Mk = Mo + n.tk Nilai anomali menengah

 Mk = Ek - e.sin Ek Persamaan Kepler untuk menentukan

nilai anomali eksentrik (Ek).

 cosk = (cos Ek– e) / (1 - e.cos Ek) Persamaan untuk menentukan

sink =

2

e

1 .sin E_k / (1 - e.cos E_k) Nilai anomali sejati (k)

 k = k + Nilai argumen lintang

 uk= Cuc.cos 2k + Cus.sin 2k Nilai koreksi untuk argumen lintang

 rk= Crc.cos 2k + Crs.sin 2k Nilai koreksi untuk radius

 ik= Cic.cos 2k+ Cis.sin 2k Nilai koreksi untuk inklinasi

 uk = k+ uk Nilai argumen lintang yang telah dikoreksi

 rk = a.(1 - e.cos Ek) + rk Nilai radius yang telah dikoreksi

 ik = io + idot.tk+ ik Nilai inklinasi yang telah dikoreksi

 xk = rk. cos uk Koordinat satelit dalam bidang orbit

yk = rk. sin uk

 k= o+ ( - e) t_k - et_oe Nilai bujur dari titik naik yang telah dikoreksi  X = x .cos  - y .cos i .sin  Koordinat geosentrik dari satelit

Algoritma Penentuan Koordinat Satelit

d

a

ri

D

a

ta

B

ro

a

d

ca

st

E

p

h

em

er

is

(36)

Data Almanak GPS

ID Nomor PRN dari satelit HEALTH Status kesalahan satelit

PARAMETER WAKTU  WEEK Minggu GPS

 toa Waktu referensi parameter almanak (dalam det)

 ao, a1 Koeffisien polinomial untuk koreksi kesalahan jam satelit,

dalam unit det, det/det, dan det/det2.

PARAMETER ORBIT SATELIT

 a Akar dari sumbu panjang ellipsoid (m1/2)

 e Eksentrisitas

 i Offset dari inklinasi nominal (dalam setengah lingkaran)

  Argumen perigee (dalam setengah lingkaran)

 Mo Anomali menengah pada waktu toa(dalam setengah lingkaran)

 o Asensio Rekta dari titik naik (ascending node) pada waktu WEEK

(dalam setengah lingkaran)

  _{Kecepatan perubahan dari asensio rekta}

(37)

Contoh Data Almanak GPS

Week 871 almanac for PRN-01 ID:01

Health

Eccentricity

Time of Applicability(s)

Orbital Inclination(rad)

Rate of Right Ascen(r/s)

:

SQRT(A)

(m^1/2)

Right Ascen at TOA(rad)

Argument of Perigee(rad)

:

Mean Anom(rad)

Af0(s)

Af1(s/s)

Week

:

000 3.4966468811E-003

319488.0000

0.9547377229

-8.0003337288E-009

5153.578613

2.9986038208E+000

-1.491217732

-3.3758063801E-003

2.8610229492E-006

0.0000000000E+000

871

(38)

Spatial Coverage of GPS Signal Beam

GPS Satellite

Orbit

GPS Main

Beam Signal

GPS M

ain Bea

_{m Lim}

it

G

PS

M

ai

n

Be

am

Li

m

it

21.3

o

(for L1)

23.4

o

(for L2)

13.9

o

GPS Signal

Shadowed

by the Earth

GPS Main

Beam Signal

Earth

(39)

Propagation of GPS Signal

MULTIPATH

Ionosphere delays the code, but advances the phase

IONOSPHERE

altitude 50-2000 km

TROPOSPHERE

up to 9-16 km

Troposphere delays both the code and phase

Orbital errors affect both

the code and phase

Mutipath affects both the code and phase

(40)

Obstructions and Interference to GPS signals

GPS Receiver

Signal obstructed

by tree canopy

Signal that

can pass

Signal that

can pass

GPS Receiver

Signal

obstructed

by tree canopy

Signal blocked

by the building

Signal obstructed by tree canopy

Clear

signal

Signal that

can pass

GPS Satellites

Signal that

can pass

(41)

Kenapa Sinyal GPS Kompleks ? (1)



GPS didesain sebagai sistem multi-pemakai :

- pada saat yang sama sinyal harus dapat diamati oleh banyak orang (sistem pasif).



GPS didesain untuk melayani penentuan posisi secara instan

(

real-time positioning

) :

- pada suatu epok pengamat harus dapat mengamati sinyal dari beberapa satelit sekaligus

(bagaimana cara membedakan satu sinyal terhadap sinyal lainnya ?) - jarak ke satelit-satelit tersebut harus dapat diukur oleh si pengamat

(bagaimana sinyal GPS dapat memberikan informasi tersebut)

- pengamat perlu mengetahui koordinat dari satelit (bagaimana sinyal GPS mengakomodasikannya ?)



GPS didesain untuk keperluan militer dan juga sipil :

- memerlukan dua jenis kode untuk penentuan jarak (yang lebih teliti untuk militer).