Beberapa Segmen Yang Ada Dalam Pengukuran GPS GNSS

Jasaukurtanah.com – Pada saat kita melakukan pengamatan GNSS sebenarnya ada beberapa segmen yang turut berperan sehingga kita bisa mendapatkan informasi posisi 3 dimensi yang selanjutnya bisa dijadikan data koordinat 3 dimensi.

Apa saja segmen yang berperan ketika kita melakukan pengamatan GNSS? Sebelum melangkah lebih jauh, bagi yang belum membaca ulasan sebelumnya mengenai Pengenalan GNSS dan Aplikasinya maka kami sarankan untuk membaca ulasan tersebut terlebih dahulu karena yang kami sampaikan disini merupakan kelanjutan dari ulasan pengenalan GNSS sebelumnya.

Terima kasih dan tanpa menunggu berlama-lama. So let’s get started


Baca disini untuk ulasan sebelumnya mengenai Pengenalan GNSS

Pengenalan GNSS dan Aplikasinya untuk Survey Pemetaan


Seperti yang sudah kami sampaikan bahasan bagian sebelumnya, GNSS merupakan kepanjangan dari Global Navigation Satelite System dimana sistem ini sendiri didesain untuk memberikan informasi posisi dan kecepatan tiga dimensi serta informasi mengenai waktu, secara kontinyu di seluruh dunia tanpa tergantung waktu dan cuaca dan secara simultan

Pada era sekarang ini GNSS sudah sangat banyak digunakan orang di seluruh dunia dalam berbagai bidang aplikasi terutama aplikasi yang menuntut informasi tentang posisi

Sedangkan GPS adalah kepanjangan dari Global Positioning System yang mana GPS ini merupakan sistem satelit navigasi dan penentuan posisi dengan nama formal sebenarnya adalah NAVSTAR GPS (Navigation Satellite Timing and Ranging Global Positioning System)

Pada mulanya arsitektur dari sistem GPS disetujui oleh Departemen Pertahanan Amerika Serikat pada tahun 1973

Satelit GPS pertama diluncurkan pada tahun 1978 dan secara resmi sistem GPS ini dinyatakan beroperasi pada tahun 1994

Hmmm… sudah cukup lama ternyata

Pada dasarnya sistem GNSS sendiri dibagi menjadi 3 segmen utama, yakni

  1. Segmen Angkasa (Space Segment)
  2. Segmen Sistem Kontrol (Control System Segment)
  3. Segmen Pengguna (User Segment)

Segmen Angkasa GPS (Space Segment)

Segmen angkasa GNSS terdiri dari beberapa satelit GNSS

Gambar 1. Ilustrsi Segmen Angkasa GPS. Images Credit : gps.gov

Satelit ini bisa dianalogikan sebagai stasiun radio luar angkasa yang dilengkapi dengan banyak antena untuk mengirim dan menerima sinyal gelombang

Sinyal-sinyal tersebut kemudian selanjutnya akan diterima oleh receiver di bumi dan digunakan untuk menentukan informasi posisi, kecepatan, waktu, serta parameter-parameter turunan lainnya

Seperti yang sudah disampaikan di atas, Space Segment ini merupakan sistem yang terdiri dari beberapa konstelasi satelit yang berfungsi untuk memastikan bahwa kita sebagai pengguna (user) akan memperoleh minimal 4 satelit yang tertangkap secara simultan

Mengapa harus 4 satelit?

Karena syarat untuk bisa mendapatkan posisi 3 dimensi (sederhananya X,Y,Z) adalah receiver kita menangkap 4 satelit setidak-tidaknya

Semakin banyak tentu semakin bagus

Mengapa harus 4? Kalau harus dijelaskan sampai bawa-bawa persamaan matematika sepertinya terlalu panjang deh

Pokoknya inti dari segala inti, core of the core, dalam pengamatan GPS minimal kita bisa merekam 4 satelit

Karena dari 4 satelit akan didapat 4 persamaan matematika sedemikian sehingga nanti akan dieliminasi kesalahannya dan didapatkanlah posisi 3 dimensi

Masih maksa ingin dijabarkan lagi? Oke

Mengapa harus merekam minimal 4 satelit untuk bisa mendapatkan posisi koordinat 3 dimensi pada saat melakukan pengamatan GPS?

Jawabnya ada di ujung langit…. Kita kesana dengan seorang anak…. skip

Oke, jadi begini ceritanya, dibawa santai aja yee lur

Setiap satelit kan pasti ngirim sejumlah data ke aku, kamu, dia, mereka, dan semuanya yang sedang menggunakan aplikasi GNSS

Dan setiap satelit yang kita terima pasti mengirimkan data posisi kepada kita. Sebut saja X,Y,dan Z

Nah, pertama-tama anggaplah kita mendapatkan 3 satelit pertama. Hore

Artinya kita akan mendapatkan 3 variabel persamaan. Dari 3 persamaan yang kita peroleh tadi akan menunjukan suatu perhitungan yang menunjukkan suatu informasi posisi

X 1+Y1+Z1 = X2+Y2+X2 = X3+Y3+Z3 ….. gimana masih semangat? masih dong

Q: Kok bisa gitu bang?

A: Kita kan dapet 3 satelit itu ceritanya, dan di atas udah dibilangin kalau pengamatan GPS itu secara simultan

Q: Simultan apa bang?

A: Ngga tau, males pengen beli truck

Lanjut

Karena masing-masing nilai dari variabel di atas itu berbeda-beda
Maka perlu ditambahkan 3 variabel baru, anggap saja si a, b, dan c
Sehingga persamaan diatas akan berubah menjadi…….

aX 1+bY1+cZ1 = aX2+bY2+cX2 = aX3+bY3+cZ3  ….. sama aja kayak persamaan yang tadi, gausah bingung gitu lho. Cuman ditambahin abc doang kok

Karena yang kita cari kan 3 variabel nih, Koordinat 3 Dimensi tadi (Si X, Y, sama si Z). Dan kebetulan kita punya 3 persamaan matematika, jadi bisa kita hitung-hitungan sekarang nih biar bisa dapetin koordinat 3 dimensi tadi

Q: Lho katanya kita butuh minimal 4 satelit? kok itu dari 3 satelit udah bisa?

A: Secara teori matematika iya bisa
tetapi seperti pepatah kuno mengatakan, suatu keilmuan itu tidak bisa berdiri sendiri tanpa dilandasi keilmuan lain. Sotoy sih sebenarnya
Jadi jawabannya, Belum Bisa. Kenapa? jadi begini kelanjutan ceritanya


Dengan 3 satelit atau 3 variabel persamaan sebenarnya kita sudah bisa itung-itungan biar dapetin koordinat 3 dimensi

Sayangnya, kondisi tersebut mengharuskan pengiriman informasi satelit ke pengguna dapat diselesaikan secara sempurna

Tanpa adanya perbedaan atau kesalahan saat pembacaan informasi dari satelit

Mengapa hal ini bisa terjadi?

Data atau informasi yang dikirim oleh satelit kepada kita mengalami yang disebut perlambatan ketika mulai memasuki atmosfir

Itu salah satunya, salah dua dan salah lainnya adalah ketika sudah berhasil melewati atmosfir, data tersebut juga masih rawan terkena perlambatan akibat multipath, dan masih banyak lagi

Di pembahasan selanjutnya akan kita ulas mengenai beberapa faktor yang mempengaruhi ketelitian dalam pengukuran GPS


Baca Juga :


Sehingga sekarang kita punya satu variabel baru yang belum kita ketahui

Dan variabel yang tidak kita ketahui tersebut adalah Waktu (T)
Waktu memang tidak bisa diprediksi, ya sama dengan dalam praktik kehidupan kita sehari-hari. Waktu akan terus berputar dan tidak ada yang tahu kapan dia akan berhenti

Sehingga bila digabungkan, sekarang kita memiliki 4 variabel yang tidak kita ketahui

X, Y, Z, dan yang terakhir T

Sehingga dari sinilah mengapa kita memerlukan setidaknya 4 satelit yang bisa kita terima untuk bisa mendapatkan informasi koordinat 3 dimensi dari pengukuran GPS

Masih mau dilanjut penjelasannya? Oke jadi begini selanjutnya

Untuk mencari koordinat 3 dimensi, kita bisa menggunakan perhitungan matematika yang disebut trilaterasi. Untuk mempermudah, jadi persamaannya adalah sebagai berikut

(x – xi)2 + (y – yi)+ (z – zi)2 = (C.tpi)2 …………. (1)

Xi , Yi , Zi = Koordinat satelit ke i
jadi kalo ada 27 ya nanti X1, X2, … X27 , begitu juga dengan Y dan Z

C = Kecepatan cahaya

tpi  = waktu yang dibutuhkan oleh sinyal dari satelit ke i sampai ke penerima


Nah, karena tadi disinggung kalau data dari satelit itu mengalami perlambatan akibat beberapa faktor dan menyebabkan terjadinya perbedaan waktu atau bias waktu, maka persamaan matematikanya dari bias waktu tersebut adalah sebagai berikut

tpi = ti + b ………… (2)

tpi = waktu sebenarnya
ti = waktu terukur (waktu semu)
b = kesalahan jam atau bias


Dan kalau digabungkan dengan persamaan sebelumnya akan menjadi sebuah persamaan baru seperti ini

(x – xi)2 + (y – yi)+ (z – zi)2 = (C.[ti+ b])2 ………. (3)

Sehingga persamaan lengkapnya (jika ada 4 variabel persamaan) adalah sebagai berikut

(x – x1)2 + (y – y1)+ (z – z1)2 = (C.[t1+ b])2 ……………(4a)

(x – x2)2 + (y – y2)+ (z – z2)2 = (C.[t2+ b])2 ……………(4b)

(x – x3)2 + (y – y3)+ (z – z3)2 = (C.[t3+ b)2 ……………(4c)

(x – x4)2 + (y – y4)+ (z – z4)2 = (C.[t4+ b)2 ……………(4d)


Setelah diisikan value untuk masing-masing variabel maka persamaan tersebut dapat dieliminasi sehingga nanti akan mendapatkan 3 nilai yang kita cari. Koordinat 3 dimensi (x, y, dan z)

Beneran jadi panjang banget kan

Segmen Sistem Kontrol

Segmen sistem kontrol GNSS berfungsi untuk mengontrol dan memantau operasional semua satelit GNSS dan memastikan bahwasanya semua satelit berfungsi sebagai mana mestinya. Secara lebih spesifik, tugas utama dari Segmen Sistem Kontrol GNSS adalah:

  1. Secara kontinyu memantau dan mengontrol sistem satelit
  2. Menentukan dan menjaga waktu sistem GNSS
  3. Memprediksi ephemeris satelit serta karakteristik jam satelit
  4. Secara periodik meremajakan (updating) pesan navigasi (navigation message) dari setiap satelit, dan yang terakhir,
  5. Melakukan manuver satelit agar tetap berada dalam orbitnya, atau melakukan relokasi untuk menggantikan satelit yang tidak sehat, seandainya diperlukan.

Segmen Pengguna

Segmen pengguna tediri dari para pengguna satelit GNSS baik di darat, laut udara, maupun angkasa. Dalam hal ini, penerima sinyal (receiver) diperlukan untuk menerima dan memproses sinyal dari satelit untuk digunakan dalam penentuan posisi, kecepatan, waktu, maupun parameter turunan lainnya.

Segmen GNSS
Segmen Dalam GNSS

Demikian tadi merupakan sekilas tentang segmen-segmen yang ada pada saat pengamatan atau pengukuran menggunakan GNSS

Adapun dalam pengamatan GNSS sendiri, kita mempunyai beberapa pilihan untuk metode akuisisi data yang pada dasarnya tergantung pada kebutuhannya. Berdasarkan metode dan mekanisme pengaplikasiannya, GNSS sendiri dibagi menjadi beberapa metode diantaranya

  1. Absolute
  2. Differential
  3. Static
  4. Rapid Static
  5. Pseudo-Kinematic
  6. Stop-and-go

Sedangakn berdasarkan aplikasinya, metode penentuan GNSS juga dapat dibagi atas dua kategori utama yaitu survei dan navigasi.

Klasifikasi Metode Penentuan Posisi dengan GPS/GNSS
Klasifikasi Metode Penentuan Posisi dengan GPS/GNSS

Demikianlah tadi ulasan mengenai beberapa segmen yang ada dalam pengukuran GNSS

Semoga mampu menambah wawasan para kita semua

Kami akan sangat terbuka mengenai kritik dan saran

Jika ada pertanyaan silakan tinggalkan di kolom komentar

Dan jangan lupa bagikan kepada orang-orang terdekat apabila artikel ini bermanfaat

Jika membutuhkan jasa pengukuran dan pemetaan silakan hubungi kami untuk informasi lebih lanjut. Akhir kata terima kasih yang sudah meluangkan waktunya untuk membaca tulisan sederhana ini, dan kita bertemu lagi di artikel selanjutnya. Byeeeeee ~


(Visited 2,832 times, 1 visits today)

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.

× Hubungi kami via Whatsapp