Sekilas mengenai Global Positioning System (GPS)

Apa Itu GPS ?

GPS (Global Positioning System) merupakan sistem navigasi satelit yang dikembangkan oleh Departemen Pertahanan Amerika Serikat (US DoD = United States Department of Defense). GPS memungkinkan kita mengetahui posisi geografis kita (lintang, bujur, dan ketinggian di atas permukaan laut). Jadi dimanapun kita berada di muka bumi ini, kita dapat mengetahui posisi kita dengan tepat.

GPS terdiri dari 3 segmen: Segmen angkasa, kontrol/pengendali, dan pengguna., dimana :Segmen angkasa: terdiri dari 24 satelit yang beroperasi dalam 6 orbit pada ketinggian 20.200 km dan inklinasi 55 derajat dengan periode 12 jam (satelit akan kembali ke titik yang sama dalam 12 jam).
Satelit tersebut memutari orbitnya sehingga minimal ada 6 satelit yang dapat dipantau pada titik manapun di bumi ini. Satelit tersebut mengirimkan posisi dan waktu kepada pengguna seluruh dunia. *(Berdasarkan pengalaman penggunaan untuk wilayah Indonesia [pertambangan dari Sumatra sampai Papua], pukul 04.00-08.00 dan 16.00-20.00 merupakan waktu tidak optimal penerimaan sinyal satelit untuk pengukuran teliti.-Ady)*

Segmen Kontrol/Pengendali: terdapat pusat pengendali utama yang terdapat di Colorodo Springs, dan 5 stasiun pemantau lainnya dan 3 antena yang tersebar di bumi ini. Stasiun pemantau memantau semua satelit GOS dan mengumpulkan informasinya. Stasiun pemantau kemudian mengirimkan informasi tersebut kepada pusat pengendali utama yang kemudian melakukan perhitungan dan pengecekan orbit satelit. Informasi tersebut kemudian dikoreksi dan dilakukan pemuktahiran dan dikirim ke satelit GPS.

Segmen Pengguna: Pada sisi pengguna dibutuhkan penerima GPS (selanjutnya kita sebut perangkat GPS) yang biasanya terdiri dari penerima, prosesor, dan antena, sehingga memungkinkan kita dimanapun kita berada di muka bumi ini (tanah, laut, dan udara) dapat menerima sinyal dari satelit GPS dan kemudian menghitung posisi, kecepatan dan waktu.

Bagaimana cara kerja GPS ?

Setiap satelit mentransmisikan dua sinyal yaitu 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 (perangkat 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.

Perangkat GPS yang dikhususkan buat sipil hanya menerima kode C/A pada sinyal L1 (meskipun pada perangkat GPS yang canggih dapat memanfaatkan sinyal L2 untuk memperoleh pengukuran yang lebih teliti.

Perangkat GPS menerima sinyal yang ditransmisikan oleh satelit GPS.
Dalam menentukan posisi, kita membutuhkan paling sedikit 3 satelit untuk penentuan posisi 2 dimensi (lintang dan bujur) dan 4 satelit untuk penentuan posisi 3 dimensi (lintang, bujur, dan ketinggian).
Semakin banyak satelit yang diperoleh maka akurasi posisi kita akan semakin tinggi. Untuk mendapatkan sinyal tersebut, perangkat GPS harus berada di ruang terbuka. Apabila perangkat GPS kita berada dalam ruangan atau kanopi yang lebat dan daerah kita dikelilingi oleh gedung tinggi maka sinyal yang diperoleh akan semakin berkurang sehingga akan sukar untuk menentukan posisi dengan tepat atau bahkan tidak dapat menentukan posisi.

Bagaimana GPS digunakan ?

Perangkat GPS menerima sinyal dari satelit dan kemudian melakukan perhitungan sehingga pada tampilan umumnya kita dapat mengetahui posisi (dalam lintang dan bujur), kecepatan, dan waktu. Disamping itu juga informasi tambahan seperti jarak, dan waktu tempuh. Posisi yang ditampilkan merupakan sistem referensi geodetik WGS-84 dan waktu merupakan referensi USNO (U.S. Naval Observatory Time).

Siapa yang dapat menggunakan GPS?

GPS dipergunakan pada berbagai bidang antara lain, sistem navigasi pesawat, laut dan darat, pemetaan dan geodesi, survei, sistem penentuan lokasi, pertanian, eksplorasi sumber daya alam, dan masih banyak lagi.

Apakah GPS itu gratis ?

Teknologi GPS dapat digunakan oleh siapa saja, yang kita butuhkan hanya membeli perangkat penerima GPS dan selanjutnya informasi posisi dapat kita dapatkan tanpa membayar apapun.

Bagaimana akurasi GPS ?

GPS memiliki dua tingkat ketelitian:

Sistem posisi standar (standard positioning system / SPS) SPS merupakan yang disediakan untuk umum (sipil). Tingkat akurasi yang dihasilkan adalah 100 m untuk posisi horisontal dan 150 meter untuk posisi vertikal.
Sistem posisi presisi (precision positioning system / PPS)PPS digunakan oleh Departemen Pertahanan AS dan tidak disediakan untuk umum.

Sejak Mei 2000, Pemerintah AS telah meningkatkan akurasi untuk SPS dengan menon-aktifkan SA (selective availability) hingga 20 meter untuk posisi horisontal. *(Alat penerima umum saat ini berakurasi 10m untuk posisi horisontal dan 15m untuk posisi vertikal saat menerima [8-10] satelit pada waktu bersamaan-Ady)*

*(Pada alat penerima untuk keperluan pengukuran teliti maka akurasi dapat sampai [3-10]mm untuk posisi horisontal. Akurasi penentuan posisi vertical menggunakan GPS masih tetap rendah, peningkatan akurasi dapat dibantu dengan pengukuran barometris yang sudah ada pada beberapa alat penerima satelit.
Penentuan posisi vertikal presisi tetap harus dilakukan menggunakan sipat datar/waterpass secara terrestrial-Ady)*

Apa saja perangkat GPS itu ?

Perangkat GPS ada bermacam-macam dan umumnya tergantung dari tujuan dan aktivitas yang akan kita lakukan. GPS untuk udara (aviation GPS) akan berbeda arsitekturnya dengan yang akan kita gunakan untuk navigasi di darat/mobil. Secara umum perangkat GPS dibagi menjadi 3 (tiga) fungsi yaitu navigasi udara (aviation), laut (marine) dan darat (land).

Apakah GPS juga Kompas ?

GPS itu bukan Kompas magnetik, kecuali disebutkan bahwa perangkat GPS tersebut memiliki fungsi sebagai kompas magnetik sehingga anda tahu dimana arah Utara. Namun demikian GPS dapat memberitahu arah mana kita BERGERAK, sehingga kita dapat mengetahui dimana arah Utara. Apabila anda tidak bergerak, maka arah yang ditunjukkan kemungkinan benar SALAH.

Perangkat GPS apa yang cocok buat saya ?

Mulai saja dengan perangkat GPS yang sederhana. Selain harganya terjangkau dan anda bisa membiasakan diri menggunakan GPS dan mengerti kebutuhan anda yang sebenarnya. Ada beberapa vendor GPS yang tersedia, diantaranya Garmin ,Magellan , Trimble , dan Leica . Hal yang paling penting adalah, apapun perangkat GPS yang anda beli, pastikan bahwa perangkat tersebut memiliki 12 channel penerima untuk mendapatkan hasil yang memuaskan.

Hal apakah yang mesti saya perhatikan sebelum membeli GPS ?

Membeli sesuai dengan kebutuhan dan kemampuan dana yang ada adalah hal utama
yang mesti diperhatikan Berbagai tipe GPS telah banyak tersedia di pasaran dengan berbagai varian untuk memenuhi segmen-segmen (kebutuhan) tertentu.
Jika pilihan anda jatuh pada tipe GPS yang bisa menampilkan peta secara visual, pastikan dulu apakah telah ada peta pendukung yang memadai untuk wilayah dimana perangkat GPS tersebut akan anda pergunakan.

Mengapa peta yang ada pada perangkat GPS saya tidak akurat ?

Kemungkinan faktor yang menyebabkannya adalah peta tersebut memang bukan merupakan peta yang akurat atau anda berada disuatu tempat dimana penerimaan sinyal dari satelit GPS kurang bagus/terhalang, sehingga tingkat kesalahan saat kalkulasi penentuan posisi menjadi tinggi. Sebagai informasi, peta dasar WorldMap yang ada pada GPS Garmin merupakan peta skala kasar yang tidak bisa dijadikan sebagai acuan untuk penentuan posisi yang sebenarnya.

Saya telah memiliki GPS tapi saya tidak menemukan peta yang sesuai untuk GPS
tersebut, dimanakah saya bisa memperolehnya ?

Menanyakan langsung pada penjual GPS tersebut adalah hal yang harus anda lakukan. Khusus untuk Indonesia, hingga saat ini belum ada peta GPS yang memadai dan mencakup seluruh wilayah RI. Beberapa vendor lokal telah mulai membuat peta GPS terutama untuk kota-kota besar di Indonesia. Tentunya peta-peta yang dihasilkannya hanya cocok dengan aplikasi perangkat lunak yang mendukung jenis atau merk GPS tertentu saja.

Saya memiliki GPS dan saya tetap tersesat !!

Masalahnya bukan pada GPS-nya, tetapi cara anda menggunakannya. Anda harus memahami cara kerja perangkat GPS anda dengan baik. Luangkan waktu untuk membaca manual dan petunjuk pemakaian.

Apakah saya bisa mengetahui jalan mana saja yang macet saat ini dengan menggunakan perangkat GPS ?

Tidak, perangkat GPS hanya bisa menampilkan informasi posisi dimana berada saat itu berdasarkan perhitungan sinyal satelit GPS yang diterimanya.
Meskipun demikian, penggabungan dengan berbagai media teknologi lain tidak menutup kemungkinan hal ini bisa terwujud suatu saat nanti.

Apakah saya bisa menggunakan teknologi GPS untuk memantau lokasi kendaraan yang saya miliki ?

Bisa. Teknologi ini dikenal dengan nama Vehicle Tracking System (VTS), dimana pada kendaraan yang ingin dipantau dipasang sebuah perangkat GPS yang dihubungkan dengan teknologi komunikasi (wireless/radio/phone) untuk kemudian secara periodik mengirimkan data posisi kendaraan tersebut kesebuah stasiun pengamat. Pada stasiun pengamat, data tersebut diolah untuk kemudian ditampilkan secara visual diatas sebuah peta, sehingga keberadaan kendaaran tersebut mudah diketahui dimana lokasinya.

Saya telah memiliki peta yang telah terpasang pada GPS saya, apakah jika saya upload peta dari situs ini maka akan menimpa peta yang telah ada ?

Ya, setiap anda upload peta ke perangkat GPS maka peta yang ada akan tertimpa dengan peta yang diupload. Namun untuk GPS yang digabungkan dengan PDA, terdapat kemungkinan untuk menginstallnya pada media memory yang berbeda (SD/CF/nternal memory PDA) sehingga tidak menghapus peta yang telah ada.

Saya ingin membackup peta yang telah terpasang pada GPS, bisakah saya mendownload peta tersebut ke komputer ?

Program untuk mendownload peta dari GPS Garmin ke komputer, tidak disediakan oleh Garmin. Tujuannya untuk menghindari “pencurian” peta. Namun ada situs internet yang menyediakannya, meskipun tidak menjamin bahwa peta yang dihasilkannya sesuai seperti saat peta tersebut diupload. *(Bila hanya untuk orientasi/pendahuluan, saat ini, download hasil tracking GPS dapat dilakukan overlay pada peta satelit [tidak real time] produksi google berlangganan [* http://earth.google.com/download-earth.html*] **atau NASA yang dapat diakses secara online, walau peta tidak up to date tetapi masih lebih baru daripada peta digital yang sulit dan mahal untuk diakses di Indonesia. Skala akan menyesuaikan secara otomatis karena plot berdasarkan koordinat.-Ady)*

Mengapa saat didalam mobil susah sekali menerima sinyal GPS ?

Saat didalam mobil, perangkat GPS hanya menerima sinyal GPS dari sisi kaca jendela mobil saja. Bila anda menggunakan kaca film yang didesain untuk menolak UV/panas matahari biasanya sinyal GPS akan ikut terblok juga. Untuk mengatasinya bisa menggunakan reradiating antena, yakni sebuah alat yang akan memancarkan ulang sinyal GPS ke dalam mobil dari sinyal yang ditangkap oleh antena penerima yang diletakkan diluar mobil. Sebaiknya pilih re-radiating antena yang memiliki daya pancar ulang 1-3 meter (misal: RA46), dengan demikian seluruh bagian dalam mobil masih bisa menerima sinyak GPS dengan baik. *(Pada receiver GPS tertentu memiliki wide angle lebih lebar sehingga kemungkinan menangkap sinyal satelit lebih besar walau di ruangan asalkan dekat jendela-Ady)*

Pernak Pernik GPS

Mengapa GPS Menarik untuk Digunakan?

Ada beberapa hal yang membuat GPS menarik untuk digunakan dalam penentuan posisi, seperti yang akan diberikan berikut ini. Patut dicatat disini bahwa beberapa faktor yang disebutkan di bawah ini juga akan berlaku untuk aplikasi-aplikasi GPS yang berkaitan dengan penentuan parameter selain posisi seperti kecepatan, percepatan, maupun waktu yang pada dasarnya juga bisa diberikan oleh GPS.

Pertama, GPS dapat digunakan setiap saat tanpa bergantung waktu dan cuaca, GPS dapat digunakan baik pada siang maupun malam hari, dalam kondisi cuaca yang buruk sekalipun seperti hujan ataupun kabut. Karena karakteristiknya ini maka penggunaan GPS dapat meningkatan efisiensi dan fleksibilitas dari pelaksanaan aktivitas-aktivitas yang terkait dengan penentuan posisi, yang pada akhirnya dapat diharapkan akan dapat memperpendek waktu pelaksanaan aktivitas tersebut serta menekan biaya operasionalnya.

Kedua, satelit-satelit GPS mempunyai ketinggian orbit yang cukup tinggi, yaitu sekitar 20.000 km di atas permukaan bumi, dan jumlahnya relatif cukup banyak, yaitu 24 satelit. Ini menyebabkan GPS dapat meliputi wilayah yang cukup luas, sehingga akan dapat digunakan oleh banyak orang pada saat yang sama ,serta pemakaiannya menjadi tidak bergantung pada batas-batas politik dan batas alam. Selama yang bersangkutan mempunyai alat penerima sinyal (receiver) GPS, maka ia akan dapat menggunakan GPS untuk penentuan posisi.

Ketiga, penggunaan GPS dalam penentuan posisi relatif tidak terlalu terpengaruh dengan kondisi topografis daerah survei dibandingkan dengan penggunaan metode terestris seperti pengukuran poligon. Penentuan posisi dengan GPS tidak memerlukan adanya saling keterlihatan antara satu titik dengan titik lainnya seperti yang umumnya dituntut oleh metode-metode pengukuran terestris. Yang diperlukan dalam penentuan posisi titik dengan GPS adalah saling keterlihatan antara titik tersebut dengan satelit. Oleh sebab itu topografi antara titik tersebut sama sekali tidak akan berpengaruh, kecuali untuk hal-hal yang sifatnya non-teknis seperti pergerakan personil dan pendistribusian logistik. Karena karakterisitknya ini, penggunaan GPS akan sangat efisien dan efektif untuk diaplikasikan pada survei dan pemetaan di daerah-daerah yang kondisi topografinya sulit, seperti daerah pengunungan dan daerah rawa-rawa.

Keempat, posisi yang ditentukan dengan GPS akan menagacu ke suatu datum global, yang dinamakan WGS 1984. Atau dengan kata lain posisi yang diberikan oleh GPS akan selalu mengacu ke datum yang sama. Karakterisitk ini sangat menguntungkan untuk kondisi Indonesia yang wilayahnya sangat luas dan terdiri dari banyak pulau, dimana proses penghubung kerangka-kerangka titik di satu pulau dengan titik di pulau lainnya akan sangat sulit atau bahkan tidak mungkin dilakukan kalau kita menggunakan metode terestris. Dalam hal ini seandainya GPS digunakan untuk penentuan posisi, maka suvei dan pemetaan yang dilakukan di Jawa misalnya, akan memberikan posisi titik-titik yang datumnya sama dengan titik-titik yang diperoleh dari survei dan pemetaan di Irian Jaya, meskipun tidak ada hubungan langsung secara langsung antara kedua survei GPS yang bersangkutan.

Kelima, GPS dapat memberikan ketelitian posisi yang spektrumnya cukup luas. Dari yang sangat teliti (orde militer) sampai yang biasa-biasa saja (orde puluhan meter). Luasnya spektrum ketelitian yang bisa diberikan ini memungkinkan penggunaan GPS secara efektif dan efisien sesuai dengan ketelitian yang diminta serta dana yang tersedia. Disamping itu, dengan spektrum ketelitian yang begitu luas GPS juga akan bermanfaat untuk banyak bidang aplikasi.

Keenam, pemakaian sistem GPS tidak dikenakan biaya, setidaknya sampai saat ini. Selama pengguna memiliki alat penerima (receiver) sinyal GPS maka yang bersangkutan dapat menggunakan sistem GPS untuk berbagai aplikasi tanpa dikenakan biaya oleh pihak yang memiliki satelit, dalam hal ini Departemen Pertahanan Keamanan, Amerika Serikat. Jadi investasi yang perlu dilakukan oleh pengguna hanyalah untuk alat penerima sinyal GPS beserta perangkat keras dan lunak untuk pemrosesan datanya.

Ketujuh, alat penerima sinyal (receiver) GPS cenderung menjadi lebih kecil ukurannya, lebih murah harganya, lebih baik kualitas data yang diberikannya, dan lebih tinggi keandalannya. Ini terutama disebabkan oleh kemajuan di bidang eletronika dan komputer yang sangat pesat dewasa ini. Perangkat lunak komersial untuk pengolahan data GPS juga semakin banyak tersedia dengan harga yang relatif murah. Disamping itu, karena banyaknya merek dan jenis receiver yang beredar, kompetisi antar sesama pembuat receiver juga semakin tinggi, yang salah satu dampaknya terhadap tersedianya semakin banyak receiver GPS yang lebih ‘user oriented’.

Kedelapan, pengoperasian alat penerima GPS untuk penentuan posisi suatu titik relatif mudah dan tidak mengeluarkan banyak tenaga. Dibandingkan dengan pengukuran terestris seperti dengan metode poligon misalnya, pengamatan dengan metode GPS relatif tidak terlalu memakan banyak tenaga dan waktu. Apalagi kalau perbandingannya dilakukan untuk daerah survei yang luas dengan kondisi medan yang berat.

Kesembilan, pengumpul data (Surveyor) GPS tidak dapat ‘memanipulasi’ data pengamatan GPS seperti halnya yang dapat dilakukan dengan metode pengumpulan data terestris yang umum digunakan, yaitu metode poligon. Ini tentunya akan meningkatkan tingkat keandalan dari hasil survei dan pemetaan yang diperoleh. Disamping itu juga pemberi kerja aan mendapatkan ‘keamanan’ dan jaminan kualitas yang lebih baik.

Kesepuluh, makin banyak instansi di Indonesia yang menggunakan GPS dan juga makin banyak bidang aplikasi yang potensial di Indonesia yang dapat ditangani dengan menggunakan GPS. Dengan makin banyaknya instansi yang menggunakan maka proses penyeragaman, koordinasi, dan pengelolan yang terkait dengan informasi spasial akan lebih mudah untuk dilaksanakan.

Dikutip dari Buku “Penentuan Posisi dengan GPS dan Aplikasinya”. Dr. Hasanuddin Z. Abidin. Penerbit : Pradnya Paramita Jakarta.

Tipe alat 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. Tipe alat yang kedua adalah tipe geodetik single frekuensi (tipe pemetaan), yang biasa digunakan dalam survey dan pemetaan yang membutuhkan ketelitian posisi sekitar sentimeter sampai dengan beberapa desimeter. 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.

Bagaimana GPS menentukan suatu lokasi ?

Setiap satelit mentransmisikan dua sinyal yaitu 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 (perangkat 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.

Perangkat GPS yang dikhususkan buat sipil hanya menerima kode C/A pada sinyal L1 (meskipun pada perangkat GPS yang canggih dapat memanfaatkan sinyal L2 untuk memperoleh pengukuran yang lebih teliti.

Perangkat GPS menerima sinyal yang ditransmisikan oleh satelit GPS. Dalam menentukan posisi, kita membutuhkan paling sedikit 3 satelit untuk penentuan posisi 2 dimensi (lintang dan bujur) dan 4 satelit untuk penentuan posisi 3 dimensi (lintang, bujur, dan ketinggian). Semakin banyak satelit yang diperoleh maka akurasi posisi kita akan semakin tinggi. Untuk mendapatkan sinyal tersebut, perangkat GPS harus berada di ruang terbuka. Apabila perangkat GPS kita berada dalam ruangan atau kanopi yang lebat dan daerah kita dikelilingi oleh gedung tinggi maka sinyal yang diperoleh akan semakin berkurang sehingga akan sukar untuk menentukan posisi dengan tepat atau bahkan tidak dapat menentukan posisi

Aplikasi Penerapan GPS

Di antara kerumunan wartawan yang berbaur dengan massa demonstran di depan gedung MPR/DPR, tampak seorang wartawan memencet alat yang bentuk dan ukurannya menyerupai ponsel. Sekilas dia seperti tengah menulis SMS. Tak sampai sepuluh detik, wartawan tersebut bergegas mendekati pasukan antihuru-hara dan kembali mengulangi hal yang sama, memencet alat kecil dalam genggamannya, tiba-tiba baak…buuk…buuk!
***

Esok paginya si wartawan tersebut menulis berita eksklusif yang dibumbui opini: Bentrok fisik yang terjadi di Gedung MPR/DPR (21/4) mustahil dipicu oleh lemparan batu yang dilakukan massa demonstran terhadap aparat keamanan. Saat kejadian, jarak terdekat massa demonstran dengan aparat keamanan adalah 180 meter, mustahil pada jarak tersebut seseorang mampu melemparkan batu seberat lima kilogram. Diduga kuat lemparan batu berasal dari provokator yang membaur dengan pedagang kaki lima yang hanya berjarak 70 meter dari aparat keamanan.
***
Ilustrasi di atas mencoba memberi gambaran bahwa GPS lebih dari sekadar alat berat yang terpasang di kokpit pesawat maupun panel kapal. Bukan pula monopoli tentara atau intel yang boleh menentengnya. GPS atau lengkapnya Global Positioning System, adalah alat navigasi yang mampu menyajikan posisi koordinat tempat kita berdiri.

Jika dikatakan di awal bahwa GPS mirip ponsel, hal itu ada benarnya. GPS dilengkapi dengan antena, layar dan sederet tombol, persis tampilan luar sebuah ponsel. Bahkan, jika sekarang beberapa ponsel menyombongkan diri dengan tampil seolah-olah tanpa antena (karena antena menyatu dengan bodi ponsel) beberapa tipe GPS justru telah lebih dulu tampil seperti itu.

Cara kerja GPS relatif sederhana. Saat Anda menekan tombol GPS, antena GPS otomatis akan menangkap sinyal beberapa satelit navigasi yang sedang berada di atas kepala Anda. Perbedaan posisi dan jarak antara satelit dengan GPS memungkinkan terjadinya triangulasi yang akhirnya memunculkan posisi unik untuk setiap jengkal permukaan Bumi. Departemen Pertahanan Amerika Serikat lah yang telah berbaik hati melayangkan 24 satelit navigasi di seluruh permukaan Bumi. Dengan enam lintasan satelit, maka dapat dipastikan setiap sisi muka Bumi dapat terliput selama 24 jam sepanjang tahun.

Pertanyaan yang kemudian muncul-barangkali-adalah: seberapa mahal fee bulanan yang musti dibayarkan agar dapat mengakses sinyal satelit navigasi? Pembayaran dalam mata uang rupiah atau dollar? Jangan khawatir, kita tidak sedang berbicara tentang televisi berlangganan semisal Indovision ataupun sejenisnya. Sampai saat ini pihak Departemen Pertahanan Amerika Serikat masih bermurah hati dan belum berniat menarik iuran. Artinya, pencetlah tombol GPS sesuka Anda dan posisi koordinat akan berjatuhan dari balik awan secara gratis.

Manfaat dan “fitur” GPS genggam (handheld GPS) si wartawan dalam ilustrasi di awal sebetulnya bisa memberikan informasi lebih, semisal arah lemparan maupun jam kejadian. Bahkan jika mau, si wartawan dapat pula memetakan jarak dan posisi pasukan huru-hara, baik di ring I, ring II maupun ring III.

Setiap obyek yang direkam oleh GPS biasa disebut dengan waypoint. Perekaman satu waypoint sangat singkat, tidak lebih dari sepuluh detik. Selain berisi informasi posisi koordinat, waypoint dilengkapi pula dengan note berupa deskripsi singkat mengenai obyek yang direkam, tanggal dan waktu perekaman, elevasi, dan lain-lain.

Perbedaan fitur akan Anda temui pada berbagai merek yang berbeda. Informasi jarak akan muncul otomatis jika Anda memasukkan dua buah waypoint, satu kedalam option from waypoint dan satu lagi ke dalam to paypoint. Tentulah jarak yang disajikan GPS adalah jarak lurus mengingat perhitungan dilakukan berdasarkan beda posisi koordinat.

Jumlah waypoint yang mampu disimpan oleh sebuah GPS genggam berkisar antara 500 hingga 1.000 obyek. Artinya, jika si wartawan ingin memetakan lokasi rumah pejabat, kedutaan besar, terminal, stasiun kereta api, kafe, ATM, bahkan rumah para artis tentulah tidak masalah.

Lebih dari itu, GPS juga dapat sekaligus merekam jaringan jalan yang dilewati. Caranya sederhana, aktifkan GPS dan taruhlah di dashboard mobil, atau ikat di stang sepeda motor jika Anda belum sempat kredit mobil. Selanjutnya biarkan GPS sibuk merekam lintasan yang Anda lewati. Lintasan inilah yang biasa disebut dengan track log. Jika hal ini Anda lakukan terus-menerus setiap kali Anda keliling kota, maka dalam waktu singkat Anda akan memiliki peta Jakarta yang lebih lengkap dari peta Jabotabek buatan Gunther W Holtorf.

Fasilitas map display yang tersedia di dalam GPS memungkinkan Anda untuk melihat persebaran obyek secara spasial. Berbekal GPS yang sudah berisi peta persebaran obyek dan jaringan jalan, seseorang dapat memilih jalur yang akan dilalui atau menyusun suatu rute jika obyek yang akan dikunjungi lebih dari satu.

Jadi, jelaslah kini bahwa bukan hanya wartawan atau tentara yang perlu menggenggam GPS. Seorang sales, debt collector, perusahaan asuransi, perusahaan waralaba, perusahaan ekspedisi, atau siapa pun yang membutuhkan informasi seketika mengenai sebaran obyek sah-sah saja menggunakan peralatan ini. Sebaran obyek dapat berupa sebaran pelanggan, klien, outlet suatu produk dapat dipetakan dan sekaligus ditayangkan menggunakan GPS. Sebagai contoh, seorang sales coordinator dapat membagikan GPS-GPS berisi sebaran customer yang harus didatangi oleh anak buahnya. Dengan memiliki interface ke komputer, data GPS juga dapat di-download dan ditayangkan dalam komputer selanjutnya dicetak menjadi sebuah peta yang selalu up to date. Bahkan tidak muluk-muluk jika GPS dapat digunakan dalam lingkungan keluarga. Anda dapat memetakan lokasi rumah kerabat Anda di ujung benua sekalipun, rumah teman, lokasi rumah sakit, toko swalayan, ATM, bank, dan tentu saja jaringan jalan menuju tempat-tempat tersebut, GPS dapat membantu Anda lebih dari sekadar agar Anda tidak tersesat.

Harga Seperti peralatan pada umumnya, GPS genggam pun memiliki standar akurasi. Dua hal utama yang mempengaruhi keakuratan GPS adalah Selective Availability (SA) dan multipath. SA adalah upaya sengaja dari pihak Departemen Pertahanan Amerika Serikat untuk mengurangi akurasi GPS dalam rangka melindungi negaranya. Awalnya SA menyebabkan akurasi GPS sebesar 100 meter, artinya posisi obyek berada dalam radius 100 meter dari yang seharusnya. Beruntunglah pada awal tahun 2000 Pemerintah Amerika Serikat mencabut kebijaksanaan SA tersebut sehingga akurasi GPS pada umumnya menjadi sekitar 10 meter. Angka ini cukup memadai untuk GPS genggam. Dengan asumsi peta yang kita tampilkan di layar memiliki skala 1:10.000, maka kesalahan 10 meter di lapangan hanya setara dengan 0,1 milimeter di layar display GPS, artinya tidak masalah jika diabaikan.

Keakuratan juga dipengaruhi oleh gangguan yang disebut dengan multipath. Kesalahan ini terjadi akibat sinyal yang ditangkap oleh antena GPS terpantulkan terlebih dahulu ke obyek di sekeliling GPS semisal gedung maupun batang pohon. Artinya, posisi yang terekam oleh antena GPS sebenarnya adalah posisi gedung atau pohon yang memantulkan sinyal tersebut dan bukannya posisi kita berdiri. Untuk menghindari hal tersebut, dianjurkan pada saat mengoperasikan GPS hendaknya memilih lokasi yang relatif terbuka.

Semakin banyak GPS genggam dicari orang menjadikan berbagai produsen berlomba menawarkan harga kompetitif, ujung-ujungnya konsumen yang dimanjakan. Lagi-lagi seperti halnya ponsel, kelengkapan fitur juga mempengaruhi variasi harga. Sebagai gambaran, sebuah GPS genggam dengan 500 waypoint, dilengkapi kompas elektronik, altimeter (pengukur ketinggian permukaan Bumi), map display, layar LCD, dapat dibeli dengan harga tiga hingga lima jutaan. Harga ini setara dengan harga ponsel kelas menengah. Kisaran harga antara tiga hingga lima jutaan adalah harga umum, artinya jika yang membeli instansi pemerintah tertentu mungkin bisa lebih mahal, tergantung mark up yang dibisikkan, atau sebaliknya dapat lebih murah jika kebetulan memperolehnya di black market. Mengenai dua model harga khusus tersebut, penulis memilih tidak berkomentar.

Salah Ukur Data Ketinggian ?

Seorang teman menanyakan kepada saya, mengapa GPS yang dia miliki saat dipakai di permukaan laut menampilkan data ketinggian tidak sama dengan nol ? Bukankah dasar pengukuran tinggi dari segala benda yang ada di muka bumi ini berpatokan pada ketinggian air laut, jadi permukaan air laut mestinya memiliki ketinggian sama dengan nol tapi kenapa angka yang tertera pada GPSnya tidak menunjukkan angka nol ? Apakah GPSnya rusak atau ada pengaturan lain yang mesti dilakukan agar GPSnya bisa memberi data ketinggian yang benar ?

Diberondong pertanyaan sebanyak itu sempat “gelagapan” juga saya. Mesti dijelasin dari mana ? mungkin jawaban yang simple tentu aja cukup dengan menjawab “ah, GPS loe yang rusak tuh”, selesai dah Tapi lewat artikel ini saya akan coba memberi sedikit gambaran kenapa hal itu bisa terjadi.

Sebagai langkah awal, perlu dijelaskan bahwa permukaan bumi tidaklah bulat maupun lonjong (ellips) sempurna, seperti apa yang seringkali kita lihat di gambar ataupun foto. Ada sisi-sisi dari permukaan bumi ini yang tidak bisa tepat/sesuai dari suatu garis acuan yang mewakili kelengkungan bumi yang sempurna. Garis ini dinamakan Geoid. Untuk lebih jelasnya perhatikan gambar dibawah ini.

Keterangan:

1. Geoid, berupa permukaan laut yang merupakan dasar dari pengukuran suatu tinggi benda di permukaan bumi

2. Ellipsoid, garis lengkung sempurna yang mewakili permukaan bumi, dibuat sedekat mungkin (berhimpitan) dengan garis Geoid
3. Bentuk permukaan bumi yang sebenarnya.

H = Gravity-related height, data ketinggian yang sebenarnya dari suatu permukaan bumi terhadap permukaan air laut
N = Geoid height, perbedaan tinggi antara Geoid dengn Ellipsoid
h = Ellipsoidal height, penjumlahan dari N + H.

Dikarenakan garis Ellipsoid merupakan suatu garis yang mewakili permukaan lengkung sempurna, tentunya bisa digunakan suatu formula matematika tertentu untuk mewakilinya sebagai permukaan bumi. Garis Ellipsoid inilah yang digunakan oleh GPS device sebagai dasar untuk menghitung tinggi suatu posisi dipermukaan bumi. Tentu saja hasil perhitungan ini tidaklah selalu tepat mengingat ada selesih sebesar (N) yang besarnya berbeda-beda disetiap posisi bumi.

Lantas bagaimana agar GPS kita menampilkan data ketinggian yang sebenarnya ? Untuk hal ini, cara yang paling tepat adalah menggeser-geser garis dan merubah ukuran dari Ellipsoid sedemikian rupa sehingga nantinya bidang lengkung sempurna pada garis ellipsoid tersebut persis sama atau setidaknya berhimpitan dalam toleransi kesalahan tertentu yang bisa diterima. Metode menggeser posisi garis dan merubah ukuran dari ellipsoid inilah yang dikenal dengan istilah ‘geodetic DATUM’. Tentunya masing-masing tempat di permukaan bumi ini akan memiliki geodetic DATUM yang berbeda-beda, disesuaikan dengan bentuk permukaan bumi (geoid) terhadap ellipsoid.

Nah sekarang tentunya sudah jelas mengapa GPS device terkadang tidak menampilkan data ketinggian yang benar terhadap suatu posisi. Bisa jadi karena GPS device anda tidak menggunakan parameter DATUM yang sesuai untuk daerah tersebut. Rada repot memang, tapi mau bagaimana lagi sebuah formula matematika yang mampu mewakili data secara tepat diseluruh permukaan bumi belum ditemukan. Atau siapa tahu dengan artikel ini anda tertarik untuk bisa menemukannya.