PERBANDINGAN SISTEM GNSS
Diajukan guna memenuhi tugas mata kuliah Pemodelan SIG yang diampu oleh:
Ir. Danis Suhari Singawilastra.,M.T
Dibuat Oleh :
SHELA SANTIKA 4122322130040
PROGRAM STUDI S1 TEKNIK GEODESI
FAKULTAS TEKNIK, PERENCANAAN, DAN ARSITEKTUR UNIVERSITAS WINAYA MUKTI
BANDUNG 2024
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Dalam dunia modern, teknologi GNSS (Global Navigation Satellite System) telah menjadi bagian yang tidak terpisahkan dari berbagai aktivitas manusia. Kemampuannya untuk menyediakan informasi posisi, kecepatan, dan waktu secara akurat membuat GNSS digunakan secara luas dalam berbagai sektor, seperti transportasi, survei, militer, hingga aplikasi sehari- hari seperti peta digital pada ponsel pintar.
Keberhasilan GNSS dalam memberikan layanan navigasi dan penentuan posisi yang andal tidak terlepas dari adanya komponen-komponen utama yang saling terintegrasi. Sistem GNSS terdiri dari tiga komponen utama, yaitu segmen ruang (space segment), segmen kontrol (control segment), dan segmen pengguna (user segment). Setiap komponen memiliki fungsi spesifik yang mendukung operasional GNSS, mulai dari pengiriman sinyal satelit, pengendalian dan pemantauan satelit, hingga penerimaan data oleh pengguna.
Namun, pemahaman masyarakat tentang peran dan fungsi masing-masing komponen GNSS masih sangat terbatas. Banyak yang hanya mengetahui hasil akhir dari teknologi GNSS tanpa menyadari kompleksitas sistem yang mendasarinya. Oleh karena itu, pembahasan mengenai komponen-komponen GNSS menjadi penting untuk memberikan pemahaman yang lebih mendalam tentang bagaimana sistem ini bekerja secara keseluruhan.
Melalui makalah ini, penulis bertujuan untuk menjelaskan secara terperinci setiap komponen dalam GNSS dan perannya dalam mendukung layanan navigasi dan penentuan posisi. Pemahaman yang baik mengenai komponen GNSS tidak hanya bermanfaat bagi kalangan profesional tetapi juga penting bagi masyarakat umum untuk menghargai teknologi yang menjadi bagian integral dari kehidupan sehari-hari.
1.2 Rumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang diatas dapat ditarik rumusan masalah sebagai berikut:
1. Apa saja komponen utama yang membentuk sistem GNSS?
2. Bagaimana interaksi antara segmen ruang, segmen kontrol, dan segmen pengguna dalam memastikan akurasi dan keandalan data yang diterima?
Berdasarkan latar belakang dan rumusan masalah diatas maka dapat ditarik tujuan makalah sebagai berikut:
1. Untuk Menjelaskan komponen utama dalam sistem GNSS, yaitu segmen ruang, segmen kontrol, dan segmen pengguna, serta fungsi masing-masing dalam operasional sistem.
2. Untuk Mengidentifikasi bagaimana setiap komponen GNSS saling berinteraksi untuk memastikan layanan navigasi yang akurat, andal, dan kontinu.
BAB 2 PEMBAHASAN
2.1 Segmen Penyusun Sistem GPS
Secara umum ada tiga segmen dalam sistem GPS yaitu segmen segmen satelit, segmen kontrol, dan segmen pengguna.
Gambar 1. Segmen Sistem GPS 1. Segmen Satelit
Satelit GPS dapat dianalogikan sebagai stasiun radio angkasa, yang diperlengkapi dengan antena-antena untuk mengirim dan menirima sinyal-sinyal gelombang. Sinyal-sinyal ini selanjutnya diterima oleh receiver GPS di permukaan bumi atau dekat permukaan bumi, dan digunakan untuk menentukan informasi posisi, kecepatan, maupun waktu. Satelit GPS yang terdapat di orbit berjumlah 24 satelit, dibagi dalam 6 (enam) bidang orbit. Lintasan orbit mendekati lingkaran dan berjarak dari bumi 20.200 km dengan periode orbit 12 jam.
2. Segmen Kontrol
Secara umum segmen sistem kontrol berfungsi mengontrol dan memantau operasional satelit dan memastikan bahwa satelit berfungsi sebagaimana mestinya. Segmen kontrol ini terdiri dari Master Control Station (MCS) + Monitor Station (MS), Monitor Station (MS) dan Groun Antena Station (GAS).Untuk MCS terletak di Colorado Springs (USA), skema kerja segmen kontrol seperti gambar berikut :
Gambar 3. Skema Kerja Sistem Kontrol
3. Segmen Pengguna
Segmen pengguna 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 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.
2.2 Prinsip penentuan posisi dengan GPS
Prinsip penentuan posisi dengan GPS yaitu menggunakan metode reseksi jarak, dimana pengukuran jarak dilakukan secara simultan ke beberapa satelit yang telah diketahui koordinatnya. Pada pengukuran GPS, setiap epoknya memiliki empat parameter yang harus ditentukan : yaitu 3 parameter koordinat X,Y,Z atau L,B,h dan satu parameter kesalahan waktu akibat ketidaksinkronan jam osilator di satelit dengan jam di receiver GPS. Oleh karena itu diperlukan minimal pengukuran jarak ke empat satelit.
Gambar 4. Sistem Koordinat Kartesian dan Geosentrik
2.3 Tipe alat (Receiver) GPS
Ada 3 macam tipe alat GPS, dengan masing-masing memberikan tingkat ketelitian (posisi) yang berbeda-beda.Tipe alat GPS pertama adalah tipe Navigasi (Handheld, Handy GPS). Tipe nagivasi harganya cukup murah, sekitar 1 - 5 juta rupiah, namun ketelitian posisi yang diberikan saat ini baru dapat mencapai 3 sampai 6 meter. Tipe alat yang kedua adalah tipe
yang membutuhkan ketelitian posisi sekitar sentimeter sampai dengan beberapa desimeter.
Gambar 5. Perbandingan Tingkat Ketelitian Tipe GPS dan Harga GPS
Tipe terakhir adalah tipe Geodetik dual frekuensi yang dapat memberikan ketelitian posisi hingga mencapai milimeter. Tipe ini biasa digunakan untuk aplikasi precise positioning seperti pembangunan jaring titik kontrol, survey deformasi, dan geodinamika. Harga receiver tipe geodetik cukup mahal, mencapai ratusan juta rupiah untuk 1 unitnya
Gambar 6. Contoh GPS Tipe Navigasi Hendheld (Garmin 12 Cx)
2.4 Sinyal dan Bias pada GPS
GPS memancarkan dua sinyal yaitu frekuensi L1 (1575.42 MHz) dan L2 (1227.60 MHz). Sinyal L1 dimodulasikan dengan dua sinyal pseudo-random yaitu kode P (Protected) dan kode C/A (coarse/aquisition). Sinyal L2 hanya membawa kode P. Setiap satelit mentransmisikan kode yang unik sehingga penerima (receiver GPS) dapat mengidentifikasi sinyal dari setiap satelit. Pada saat fitur ”Anti-Spoofing” diaktifkan, maka kode P akan dienkripsi dan selanjutnya dikenal sebagai kode P(Y) atau kode Y.
Ketika sinyal melalui lapisan atmosfer, maka sinyal tersebut akan terganggu oleh konten dari atmosfer tersebut. Besarnya gangguan di sebut bias. Bias sinyal yang ada utamanya terdiri dari 2 macam yaitu bias ionosfer dan bias troposfer.
Bias ini harus diperhitungkan (dimodelkan atau diestimasi atau melakukan teknik differencing untuk metode diferensial dengan jarak baseline yang tidak terlalu panjang) untuk mendapatkan solusi akhir koordinat dengan ketelitian yang baik. Apabila bias diabaikan maka dapat memberikan kesalahan posisi sampai dengan orde meter.
PENUTUP
Teknologi GNSS (Global Navigation Satellite System) telah menjadi bagian integral dalam berbagai aspek kehidupan modern, mulai dari navigasi transportasi hingga pengukuran geodetik. Keberhasilan GNSS dalam memberikan layanan navigasi yang akurat tidak terlepas dari peran tiga komponen utama, yaitu segmen ruang, segmen kontrol, dan segmen pengguna.
Setiap segmen memiliki fungsi yang saling melengkapi untuk memastikan GNSS dapat bekerja dengan baik dan memberikan informasi posisi, kecepatan, serta waktu yang andal.
Dalam makalah ini telah dibahas secara rinci setiap segmen penyusun GNSS beserta prinsip kerja, tipe perangkat penerima, hingga berbagai gangguan seperti bias sinyal yang dapat mempengaruhi akurasi sistem. Pemahaman ini penting tidak hanya untuk kalangan profesional di bidang navigasi dan survei tetapi juga bagi masyarakat umum yang semakin bergantung pada teknologi berbasis GNSS dalam kehidupan sehari-hari.
Dengan memahami bagaimana komponen-komponen GNSS bekerja, kita dapat lebih menghargai kompleksitas teknologi ini dan potensinya untuk terus berkembang. Harapannya, makalah ini dapat menjadi sumber informasi yang bermanfaat untuk meningkatkan wawasan serta mendorong pengembangan lebih lanjut dalam penerapan GNSS di berbagai sektor kehidupan.
DAFTAR PUSTAKA
Hofmann-Wellenhof, B., Lichtenegger, H., & Collins, J. (2001). Global Positioning System:
Theory and Practice. Springer-Verlag.
Teunissen, P. J. G., & Montenbruck, O. (2017). Springer Handbook of Global Navigation Satellite Systems. Springer.
Parkinson, B. W., & Spilker, J. J. (1996). Global Positioning System: Theory and Applications Volume I & II. American Institute of Aeronautics and Astronautics, Inc.
