Terima Kasih Telah Berkunjung
http://catatanku-11.blogspot.co.id/

Praktikum Sistem Informasi Geografis Menggunakan GPS



PENENTUAN POSISI MENGGUNAKAN
GLOBAL POSITIONING SYSTEM (GPS)

          GPS (Global Positioning System) adalah sistem satelit navigasi dan penentuan posisi yang dimiliki dan dikelola oleh Amerika Serikat. Sistem ini di desain untuk memberikan posisi dan kecepatan tiga dimensi serta informasi mengenai waktu, secara kontiyu di seluruh dunia tanpa bergantung waktu dan cuaca, kepada banyak orang secara simultan (Abidin, 2000). Pada saat ini, GPS sudah banyak digunakan orang di seluruh dunia. Di Indonesia pun GPS sudah banyak diaplikasika, terutama yang berkaitan dengan aplikasi – aplikasi yang menuntut informasi tentang posisi.
          Data spasial lain dalam bentuk digital seperti data hasil pengukuran lapang dan data dari GPS bisa dimasukkan dalam sistem SIG. Pada intinya SIG membutuhkan data spasial dalam format tertentu untuk membedakan apakah data tersebut berupa point, line atau polygon.
          GPS, singkatan dari Global Positioning System (Sistem Pencari Posisi Global), adalah suatu jaringan satelit yang secara terus menerus memancarkan sinyal radio dengan frekuensi yang sangat rendah. Alat penerima GPS secara pasif menerima sinyal ini, dengan syarat bahwa pandangan ke langit tidak boleh terhalang, sehingga biasanya alat ini hanya bekerja di ruang terbuka. Satelit GPS bekerja pada referensi waktu yang sangat teliti dan memancarkan data yang menunjukkan lokasi dan waktu pada saat itu. Operasi dari seluruh satelit GPS yang ada disinkronisasi sehingga memancarkan sinyal yang sama. Alat penerima GPS akan bekerja jika ia menerima sinyal dari sedikitnya 4 buah satelit GPS, sehingga posisinya dalam tiga dimensi bisa dihitung. Pada saat ini sedikitnya ada 24 satelit GPS yang beroperasi setiap waktu dan dilengkapi dengan beberapa cadangan. Satelit tersebut dioperasikan oleh Departemen Pertahanan Amerika Serikat, mengorbit selama 12 jam (dua orbit per hari) pada ketinggian sekitar 11.500 mile dan bergerak dengan kecepatan 2000 mil per jam. Ada stasiun penerima di bumi yang menghitung lintasan orbit setiap satelit dengan teliti.

          Sebetulnya GPS adalah suatu sistem yang dapat membantu kita mengetahui posisi koordinat dimana kita berada. Sedangkan untuk menerima sinyal yang dipancarkan oleh GPS, kita membutuhkan suatu alat yang dapat membaca sinyal tersebut. Yang biasa kita sebut sebagai GPS adalah sebenarnya merupakan alat penerima. Karena alat ini dapat memberikan nilai koordinat dimana ia digunakan maka keberadaan GPS merupakan terobosan besar bagi SIG.
          Dibandingkan dengan sistem dan metode penentuan posisi lainnya, GPS mempunyai banyak kelebihan dan menawarkan lebih banyak keuntungan, baik dalam segi operasionalnya maupun kualitas posisi yang diberikan.
          Pada dasarnya konsep dasar penentuan posisi dengan GPS adalah reseksi (pengikatan ke belakang) dengan jarak, yaitu dengan pengukuran jarak secara simultan ke beberapa satelit GPS yang koordinatnya telah diketahui. Secara vektor, prinsip dasar penentuan posisi dengan GPS diperlihatkan oleh gambar 1. Dalam hal ini parameter yang akan ditentukan adalah vektor posisi geosentrik pengamat (R). Untuk itu, karena vektor posisi geosentrik satelit GPS (r) telah diketahui, maka yang perlu ditentukan adalah vektor posisi toposentrik satelit terhadap pengamat (p).


          Pada pengamatan dengan GPS, yang bisa diukur hanyalah jarak antara pengamat dengan satelit dan bukan vektornya. Oleh sebab itu rumus yang tercantum pada gambar 1. tidak dapat diterapkan. Untuk mengatasi hal ini, penentuan posisi pengamat dilakukan dengan melakukan pengamatan terhadap beberapa satelit sekaligus secara simultan dan tidak hanya terhadap satu satelit, seperti yang ditunjukkan pada gambar 2. Pada operasionalnya, prinsip penentuan posisi dasar dengan GPS bergantung pada mekanisme pengaplikasiannya yang dapat diklasifikasikan atas beberapa metode penentuan posisi.


          Patut dicatat di sini bahwa posisi yang diberikan oleh GPS adalah posisi tiga dimensi (X, Y, Z atau Ҩ, λ, h) yang dinyatakan dalam datum WGS (World Geodetic System) 1984. Dengan GPS, titik yang akan ditentukan posisinya dapat diam (statis positioning) ataupun bergerak  (kinematic positioning). Posisi titik dapat ditentukan dengan menggunakan satu receiver GPS terhadap pusat bumi dengan menggunakan metode absolute (point) positioning, ataupun terhadap titik lainnya yang telah diketahui koordinatnya (monitor station) menggunakan metode differential (relative) positioning yang menggunakan minimal dua dua receiver GPS. Disamping itu, GPS dapat memberikan posisi secara instan (real-time) ataupun sesudah pengamatan setelah data pengamatannya di proses secara lebih ekstensif (post processing) yang biasanya dilakukan untuk mendapatkan ketelitian yang lebih baik.
          Seperti yang sudah dinyatakan sebelumnya, posisi yang ditentukan dengan GPS ditentukan dalam datum WGS. Datum ini adalah sistem referensi yang digunakan oleh Departemen Pertahanan Amerika Serikat (DoD) sebagai pemilik dan pengelola satelit GPS untuk mempresentasikan parameter-parameterdari orbit satelit GPS. Perlu dicatat di sini bahwa secara keseluruhan datum WGS 84 ini mencakup pendefinisian tentang sistem koordinat yang bersifat geometris secara model gaya berat bumi yang bersifat fisis.
          Sistem koordinat WGS 84 adalah Sistem Terestrial Konvensional (Conventional Terrestrial System, CTS), yang direalisasikan dengan memodifikasi kerangka referensi yang digunakan oleh sistem satelit Doppler (NSWC 9Z-2), yaitu parameter pusat (titik nol) sistem koordinat dan skalanya, serta merotasikannya sehingga meridian referensinya berimpitan dengan meridian nol yang didefinisikan oleh BIH (Bureau International de I’Heure). Dalam hal ini nilai parameter transformasi dari datum NSWC 9Z-2 ke WGS 84 adalah translasi dalam arah sumbu Z sebesar DZ = 4,5 m, rotasi dalam bujur DI = 0,814”, dan perubahan faktor skala DS = - 0,6 x 10 “. Secara skematis, sistem koordinat WGS 84 ini ditunjukkan pada Gambar 3.
          Ketelitian posisi yang didapat dengan pengamatan GPS secara umum akan akan bergantung pada empat faktor yaitu : metode penentuan posisi yang digunakan, geometri dan distribusi dari satelit-satelit yang diamati, ketelitian data yang digunakan, dan strategi/metode pengolahan data yang diterapkan. Berdasarkan cara memperhitungkan dan memperlakukan faktor-faktor tersebut, maka kita akan memperoleh tingkat ketelitian yang berbeda-beda. Dalam hal ini adalah wajar jika GPS dapat memberikan ketelitian posisi yang spektrumnya cukup luas. Dari yang sangat teliti (orde milimeter) sampai yang biasa-biasa saja (orde meter).

Koordinat Kartesian:
(XA, YA, ZA)
Koordinat Geodetik:
A, λA, hA)






          Luas spektrum ketelitian posisi yang diberikan oleh GPS adalah salah satu keindahan dari GPS, karena pemakai GPS punya keleluasaan dalam melaksanakan efisien (baik waktu maupun biaya). Oleh karena itu, tidak dapat dipungkiri bahwa GPS dapat melayani cukup banyak aplikasi dengan tuntutan ketelitian yang beragam.
Berdasarkan mekanismenya, metode penentuan posisi dengan GPS dapat dikelompokkan atas beberapa metode yaitu : absolute, differential, static, rapid static, pseudo-kinematic, dan stop and go.
          Khususnya penentuan posisi secara absolute ( absolute positioning ) adalah metode penentuan posisi yang paling mendasar dari GPS. Dapat dikatakan bahwa ini merupakan metode penentuan posisi dengan GPS yang direncanakan pada awalnya oleh pihak militer Amerika untuk memberikan pelayanan navigasi terutama bagi personil dan wahana militer mereka. Metode penentuan posisi ini dalam moda statik da kinematik diilustrasikan pada gambar 4.


          Berkaitan dengan penentuan posisi secara absolut, ada beberapa catatan perlu diperhatikan yaitu:
·         Metode ini kadang dinamakan juga metode point positioning, karena penentuan posisi dapat dilakukan per titik tanpa bergantung pada titik lainnya.
·         Posisi ditentukan dalam sistem WGS 84 terhadap pusat massa bumi.
·         Prinsip penentuan posisi adalah reseksi dengan jarak ke beberapa satelit secara simultan
·         Untuk penentuan posisi hanya memerlukan satu receiver GPS dan tipe receiver yang umum dinamakan tipe genggam (hand held).
·         Titik yang ditentukan posisinya bisa dalam keadaan diam (moda statik) maupun dalam keadaan bergerak (moda kinematik), seperti yang ditunjukkan pada Gambar 6.
·         Biasanya menggunakan data pseudo. Patut juga dicatat bahwa moda statik, meskipun jarang sekali dilakukan, data fase sebenarnya juga bisa digunakan yaitu dengan mengestimasi ambiguitas fase bersama-sama dengan posisi.
·         Metode ini tidak dimaksudkan untuk penentuan posisi yang teliti
·         Aplikasi utama dar metode ini adalah untuk keperluan navigasi atau aplikasi-aplikasi lain yang memerlukan informasi posisi yang tidak perlu teliti tapi tersedia secara instan (real-time), seperti untuk keperluan reconnaissance dan ground truthing.
          Metode penentuan posisi absolut dengan menggunakan data pseudorange pada prinsipnya adalah metode penentuan dasar yang didesain untuk GPS oleh pihak pengelola satelit (DoD, Amerika Serikat). Dalam hal ini ada dua level ketelitian yang diberikan oleh GPS, yaitu yang dinamakan SPS (Standard Positioning Service) dan PPS (Precise Positioning Service).
          SPS adalah layanan standar yang diberikan oleh GPS secara umum kepada siapa saja tanpa dipungut biaya, dengan mengasumsikan penggunaan kode C/A. Tingkat ketelitian yang diberikan adalah tingkat yang sudah secara sengaja diturunkan dengan menerapkan kebijaksanaan Selective Availability (SA). Tingkat ketelitian posisi tipikal yang diberikan dalam hal ini sekitar 100 m (horisontal) dengan tingkat kepercayaan 95 %. Sedangkan PPS adalah layanan yang khusus untuk untuk pihak militer Amerika Serikat serta pihak-pihak yang diizinkan, melalui pemakaian kode –P yang terdapat pada 2 frekuensi L1 dan L2. Disamping itu PPS ini juga mempunyai karakteristik anti-jamming (sinyal yang lebih kuat), anti-spoofing, bebas dari pengaruh SA. Tingkat ketelitian yang diberikan dalam hal ini adalah sekitar 21 m (horisontal) dengan tingkat ketelitian 95 %.
          Penentuan posisi dengan GPS akan lebih terasa apabila akan melakukan transformasi koordinat atau koreksi geometri dari citra digital berbentuk raster dimana peta yang sudah ada (yang digunakan sebagai dasar untuk pengambilan titik acuan/control) sudah out of date (kadaluwarsa). Permasalahan ini akan lebih terasa pada kawasan yang perkembangannya sangat cepat.
 Gilang Fernando, Agung Purnanda Alim, Imil Hamdi, Fitri, Evan Oktari
Photo shoot: Ismed Umbara

Tidak ada komentar:

Posting Komentar