Sistem GPS

• Satelit GPS mengelilingi bumi 2x sehari
• Satelit ini mentransmisikan signal ke bumi
• Signal tersebut digunakan untuk menghitung posisi
• GPS membedakan waktu yang ditransmisikan untuk menghitung posisi
• Waktu tersebut dihitung sebagai jarak dari beberapa Satelit GPS untuk hitung posisi di bumi & permukaannya, termasuk exosphere

Dasar Kerja GPS

• GPS harus memiliki setidaknya 3 satelit untuk hitung posisi 2D dan pergerakannya.
• Dengan 4 satellites, GPS kita dapat menghitung posisi 3D position (latitude, longitude & ketinggian).
• Dengan informasi posisi, GPS dapat menghitung data lain seperti : kecepatan, arah, lintasan, jarak tempuh, jarak ke tujuan, matahari terbit & terbenam dan lain-lain.

Keakuratan Perangkat GPS

• GPS umumnya memiliki 12 chanel secara parallel.
• Faktur atmosfir dapat mengurangi ketepatan.
• GPS untuk penerbangan dapat mencapai keakurasian sampai dengan +/- 15 meters.
• WAAS (Wide Area Augmentation System) dapat meningkatkan keakurasian hingga  +/- 3 – 8  meters.
• Tidak ada alat khusus atau biaya extra untuk mendapatkan signal WAAS, selama negara tersebut memasang WAAS ground / koresi satelit.
• Sedang Differential GPS (DGPS) dapat meningkatkan keakurasian hingga +/- 3-5 meter.
• DGPS terdiri dari alat yang menerima signal dan mentransmisikan ulang untuk mengoreksi posisi, alat ini dipakai untuk penerbangan, di Halim Airport ada 2 unit DGPS untuk meningkatkan keakurasian.
• Untuk koreksi ini GPS kita harus memiliki differential beacon receiver and antenna, seperti pada GPS295 dimana kita dapat menyetel frequensi dari beacon tersebut.

Referensi Peta

• Secara umum referensi peta khususnya penerbangan yangdigunakan ialah WGS84.
• WGS84  adalah referensi tetap yang digunakan untuk pemodelan bumi yang terdiri dari data primer dan sekunder
• Data primer ialah bentuk lonjong dari bumi, kecepatan putar melingkar serta masa bumi yang termasuk dalam referensi elips
• Sedangkan data sekunder ialah data model gravitasi bumi.
• Seluruh data navigasi (udara) distandardkan dengan WGS 84 standard untuk memenuhi persyaratan RNAV (Radio Navigasi) untuk memenuhi global referensi.

Satelit GPS

• Satelit GPS pertama diluncurkan tahun 1978.
• 24 satelit di capai pada tahun 1994, sekarang telah lebih dari 30 GPS satelit berorbit diatas bumi kita.
• Usia dari Satellite rata rata 10 thn, setelah itu ada pergantian / perawatan rutin.
• Berat Satelit sekitar +/- 2,000 pounds (hamper 1 ton)
• Lebar antenna solar panelnya +/- 17 feet (+/- 5 meter).
• Power Transmisinya <= 50 watts.
• Posisi orbit berada pada ketinggian +/- 12,000 miles diatas permukaan bumi.
• Kecepatan jelajahnya 7,000 mph.
• GPS Satelit menggunakan tenaga SOLAR (sinar matahari), tapi disediakan backup baterai untuk menghindari Gerhana Matahari Total.
• Tenaga yang digunakan untuk menjaga orbitnya ialah beberapa roket kecil.

Sinyal GPS

• Signal GPS ada 2 signal L1 & L2
• L1 bekerja pada frequency 1575 MHz pada gelombang UHF band.
• Bergerak langsung lurus (line of sight) menembus awan, kaca dan plastik.
• Yang menghambat transmisinya ialah Objek padat spt: gedung, pohon, gunung, dll.
• Terdapat tiga informasi pada sinyal GPS:
• Pseudorandom code(I.D. code) : ialah informasi yang dikirimkan ke unit penerima bahwa unit kita menerima signal seperti pada halaman satelit ditunjukan dengan diagram batang BAR
• Ephemeris data : ialah data kekuatan signal serta informasi waktu
• Almanac data: ialah info tentang dimana lokasi Satelit sebenarnya yang menunjukan posisi satelit pada halaman GPS Satellite status.

Sumber Kesalahan

• Keterlambatan dari pantulan Ionosphere dan troposphere : terjadi penurunan ketepatan akibat dari keterlambatan waktu saat signal saat menembus lapisan ini, namun GPS dapat mengkoreksi dengan mengasumsikan factor kesalahan rata rata.
• Eror dari Pantulan signal: hal ini terjadi jika signal GPS berpantul melalui objek spt bangunan atau gunung sebelum dia diterima unit kita.
• Kesalahan Waktu dari unit kita: Ketepatan waktu / jam dari unit kita tidak setepat jam Atom di GPS satelit (GPS memakai Atomic Clock). Untuk itu ada sedikit error waktu.
• Orbital errors — dikenal sebagai ephemeris errors, hal ini terjadi jika ada pergeseran dari orbit / laporan dari satelit untuk posisinya.
• Jumlah satelit yang diterima: Tambah banyak signal yang diterima tambah tinggi ketepatannya, Banugnan, gunung, gangguan elektronik, bahkan pohon rindang dapat mengurangi ketepatan.
• Posisi relative dari Satelit / gangguan sisi miring: hal ini terjadi jika posisi satelit terletak pada sudut yang sangat lebar atau sangat dekat atau hamper berhimpitan satu sama lain sehingga perhitungan ketepatan berkurang.
• Penurunan degradasi yang diatur oleh departemen pertahanan Amerika / SA (Selective Availability): hal ini dilakukan untuk menghindari militer menggunakan ketepatan dalam hal khusus, dan militer bahkan menggunakan / mengatur orbit yang terfokus pada area tertentu seperti apda perangteluk, SA ini telah di hapuskan, karena pihak sipil khususnya penerbangan sipil mengajukan keberatan akhirnya pada Mei 2000, pemerintah menghapuskan SA ini agar penerbangan sipil memiliki ketepatan yang lebih baik.

 Disadur dari navigasi.net

Selama ini, dalam aktifitas sehari - hari, dalam melakukan digitasi lapangan digunakan GPS merk Garmin tipe 12XL. Mungkin ini merk lama dan sudah ada versi baru dan yang lebih canggih.
Dalam praktek, ternyata tingkat ketepatan dalam melakukan digitasi agak kurang baik. Mungkin karena tingkat toleransinya yang cukup besar. Hal ini ditandai ketika melakukan digitasi satu titik dengan dua kali digitasi dalam waktu yang berbeda, hasilnya juga berbeda.
Apalagi jika dilakukan 2 sampai 3 kali digitasi, hampir semuanya tidak mengacu ke satu titik yang sama.
Dalam beberapa hal, perbedaannya bisa antara 1 meter sampai 5 meter. Hal ini membuat akurasi map / peta yang digambar berdasarkan data GPS tersebut juga akan kurang akurat.
Untuk menyikapi dan mengantisipasi hal ini, dilakukan digitasi berulang - ulang, minimal 2 kali, nilai dari hasil digitasi tersebut dibuat rata - rata dan titik hasil rata - rata tersebut yang dijadikan acuan dalam penggambaran di map/peta.
Antisipasi seperti ini memang harus dilakukan untuk membuat map/peta yang digambar menjadi akurat, dengan resiko pemborosan waktu karena satu hal dikerjakan bisa dua atau tiga kali.
Dalam kasus lain, juga kejadiannya mirip, ketika melakukan tracing terhadap jalan, untuk menggambar jalan raya. Tracing dilakukan ketika berangkat dari posisi awal menuju posisi akhir. Untuk lebih memastikan kebenaran hasilnya, dilakukan tracing lagi dari posisi akhir ke posisi awal.
Ketika hasil tracing tersebut di transfer ke komputer, nampak hasilnya dalam beberapa titik agak berbeda. Bisa jadi karena posisi kendaraan yang memang tidak benar - benar pas ketika pergi dan ketika pulang, tetapi mungkin juga karena akurasi GPS nya yang memang tidak memberikan titik yang benar - benar sesuai.