GPS

I.    GLOBAL POSITIONING SYSTEM

A.   Teknologi GPS

Global Positioning System (GPS) adalah suatu metoda pengukuran posisi di atas permukaan bumi dengan menggunakan teknologi satelit.

Satelit yang dipergunakan adalah Navigation Satellite Timing and Ranging (NAVSTAR).

Pengelola satelit : Departement of Defense (DoD) Amerika Serikat.

Jumlah satelit Navstar yang operasional ada 24 terdiri dari 6 orbit dengan tiap orbitnya terdiri dari 4 satelit, serta tinggi orbit 20.200 Km.

Periode orbit 11 jam 58 menit ( + 12 jam ) dan setiap saat 4 s/d 10 satelit GPS akan teramati dari permukaan bumi.

B.   Segmentasi GPS

GPS terdiri dari 3 segment yaitu :

1.    Space segment

Terdiri dari 24 satelit Navstar yang memancarkan 2 frekuensi yaitu L1 dengan frekuensi 1575,42 Mhz, dan L2 dengan frekuensi 1227,60 Mhz.

L1 membawa 2 buah kode biner yaitu P-code (Precise or Private Code) dan C/A-code (Clear Access or Coarse Acquisition).

L2 hanya membawa P-code

2.    Control System Segment

Control System Segment yaitu stasiun-stasiun yang berfungsi untuk mengontrol satelit, antara lain berada di Pulau Ascension, Diego Garcia, Hawaii, Colorado Springs, dll.

3.    User Segment

User segment adalah pengguna receiver GPS.

Gb. 2.1 Segmen GPS

C.   Tipe Receiver GPS

Berdasarkan ketelitian yang diperoleh,   receiver GPS terdiri dari :

1.    Tipe Navigasi, digunakan untuk alat navigasi atau pengukuran-pengukuran yang tidak membutuhkan ketelitian tinggi (level kesalahan berkisar 2 m – puluhan meter).

2.    Tipe Pemetaan, biasanya digunakan untuk pemetaan dengan ketelitian 1 – 5 meter, yang membedakan dengan tipe navigasi, tipe ini dapat digunakan untuk penentuan posisi secara diferensial.

3.    Tipe Geodetic, biasanya digunakan untuk pengukuran-pengukuran yang menuntut ketelitian yang relatif tinggi, misalnya untuk titik kontrol (referensi). Ketelitian milimeter dapat diperoleh dengan menggunakan peralatan Geodetic dengan metoda differensial dan dengan perencanaan serta pelaksanaan yang tepat.

D.   Fungsi dan Alasan Penggunaan GPS

1.    Fungsi GPS

¨      Untuk mengetahui suatu lokasi di muka bumi.

¨      Untuk mencapai suatu lokasi di muka bumi dengan cepat dan tepat.

¨      Untuk mengukur areal yang luas dengan tingkat ketelitian tertentu.

¨      Untuk merekam perjalanan (track) di muka bumi, baik berupa line atau poligon.

¨      Untuk menentukan titik awal dari survei dengan menggunakan kompas.

2.    Alasan Penggunaan GPS

¨      Dapat memberikan informasi : Posisi, kecepatan dan percepatan 3 dimensi maupun informasi waktu, dimana saja dalam segala cuaca dengan ketelitian tinggi dan cepat.

¨      Cara penentuan posisi dapat dg statik maupun bergerak (kinematik).

¨      Cara pemakaiannya relatif mudah.

¨      Cocok untuk semua platform ( mobil, kapal, pesawat dll ).

¨      Bereferensi ke satu global datum WGS84.

¨      Tidak memerlukan saling keterlihatan antar titik.

¨      Surveyor tidak dapat memanipulasi data mentah.

¨      Untuk daerah terbuka GPS dapat menggantikan fungsi Total Station. Lebih praktis, teliti dan cepat. ( stop-go, Real Time Survey).

¨      Perangkat lunak pemroses data makin canggih (mis SKI ).

¨      Banyak instansi / perorangan menggunakan GPS.

E.   Keterbatasan dan Hal-hal yang Mempengaruhi Akurasi GPS

1.    Keterbatasan GPS

¨      Tidak dapat digunakan di tempat dimana signal GPS tidak dapat diterima. Misal: dalam terowongan, hutan lebat, dll

¨      Pemakai tidak mempunyai wewenang dalam system GPS.

¨      Datum yang digunakan WGS84, untuk posisi lokal dengan MSL pengguna harus menghitung sendiri angka transformasinya.

¨      Teknologinya relatif baru, hingga sumber daya masih kurang.

¨      Pemakaian terkesan Sangat Mudah, hingga membuat operator kurang teliti, dan kurang hati-hati tehadap pekerjaannya.

¨      Survey GPS memilik karakteristik dan persyaratan yang berbeda dengan survey Poligon dll.

¨      Komponen tinggi pada GPS tidak bisa langsung diintegrasikan

¨      dengan tinggi permukaan bumi (dpl).

2.    Hal-hal yang mempengaruhi akurasi GPS

¨      Kesalahan Jam Satelit – Satelit memiliki jam atom yang sangat akurat, tetapi selalu ada batas kesalahan yang kecil.

¨      Kesalahan Ephermeris – Tiap posisi satelit dapat berubah dari orbit yang dihitung disebabkan oleh tarikan gravitasi dari matahari dan bulan.

¨      Kesalahan Receiver – Jam-jam di receiver selalu memiliki kesalahan lebih dibanding akurasi jam satelit. Kesalahan ini cukup signifikan, alam tetapi diimbangi dengan melakukan triangulasi 4 satelit.

¨      Gangguan Atmosfer – Perubahan tetap dalam lapisan ionosfir di atmosfir bumi mempercepat atau memperlambat signal, karena itu membuat perhitungan jarak sedikit tidak tepat.

¨      Selective Availability – USDoD secara intensif dan berselang seling mengacak dengan sinyal satelit sehingga kita tidak pernah tahu kapan receiver GPS mengalami perubahan akurasi.

¨      Multipath – Fenomena dimana sinyal dari satelit tiba di antena GPS melalui dua atau lebih lintasan yang berbeda.

¨      Barrier/Penghalang – Adanya suatu penghalang sinyal satelit untuk di terima     oleh receiver GPS, misalnya tutupan tajuk yang rapat.

¨      Konfigurasi Satelit – Sinyal dari konfigurasi satelit yang menyebar lebih baik daripada konfigurasi satelit yang mengelompok.

Gb. 2.2 GDOP [Geometrical Dilution of Precision]

DOP (Dilution of Precision) adalah bilangan yang digunakan untuk merefleksikan kekuatan geometri dari konstelasi satelit.

Nilai DOP tergantung pada jumlah, lokasi, distribusi satelit serta Lokasi pengamat.

Nilai DOP yang kecil menunjukan geometri sateli yang kuat(baik), dan nilai DOP yang besar menunjukan geometri satelit yang lemah(buruk)

F.    Peningkatan Akurasi GPS

1.    Metoda posisi Absolut dengan perataan (Averaging) Perekaman posisi yang dilakukan oleh receiver pada suatu tempat dalam periode waktu 1 – 8 jam, kemudian hasil perekaman dirata-ratakan. Semakin lama waktu perekaman, semakin akurat posisi hasil rata-rata yang didapat. Metode ini dapat mengeliminir kesalahan karena SA.

2.    Metoda Differensial Metode ini menggunakan 2 receiver sebagai base dan rover. Semakin banyak satelit yang digunakan bersama oleh kedua receiver maka akurasi semakin baik.  Jarak yang baik antara keduanya < 100 km.

Ada 3 metode differensial :

¨      Real time

¨      Post processing

¨      Manual differensial

__________________________

II. SURVEY DENGAN GPS

A.   Persiapan

1.    Menentukan objek yang akan disurvei

2.    Menentukan metode pengamatan yang akan dilakukan

3.    Mempersiapkan peralatan dan bahan survei,

¨                              GPS

¨                              Peta kerja / peta topografi

¨                              Kompas

¨                              Meteran

¨                              Kamera

¨                              Tally sheet dan alat tulis

4.    Membentuk tim survei

5.    Menentukan data yang akan dikumpulkan

6.    Menentukan tipe koordinat data

7.    Membuat rencana survey

B.   Perencanaan 

1.    Survey Pencarian Posisi (Ground Check)

¨      Tentukan calon lokasi yang akan disurvei di atas peta kerja/peta topogafi/citra satelit.

¨      Catat koordinat lokasi yang akan disurvei (dilihat dari peta yang ada).

¨      Catat tanda-tanda alam yang mudah dikenali dan nama daerah/tempat terdekat dari lokasi survei (untuk memudahkan pencapaian).

¨      Tentukan rute perjalanan dari suatu lokasi ke lokasi lainnya secara sistematis.

¨      Gambarkan sketsa rute perjalanan di atas peta kerja.

2.    Survey Pengukuran (Line, Point, Polygon)

¨      Tentukan  prioritas lokasi atau objek yang akan diukur atau dipetakan.

¨      Jika mempunyai peta kerja/topografi dapat digunakan untuk dijadikan acuan pada saat survei dilakukan.

¨      Tentukan titik awal perjalanan survei dan arah selanjutnya.

3.    Survey Potensi (Line, Point, Polygon)

¨      Tentukan metode survei yang akan dilakukan.

¨      Tentukan prioritas lokasi atau objek yang akan disurvei atau dipetakan.

¨      Jika mempunyai peta kerja/topografi dapat digunakan untuk dijadikan acuan pada saat survei dilakukan.

¨      Tentukan titik awal perjalanan survei dan arah selanjutnya.

C.   Teknik Pengambilan Data di Lapangan 

1.    Untuk survey pencarian posisi (ground check)    sebaiknya buat rute titik tujuan di dalam GPS     atau manfaatkan Fasilitas Go To pada GPS

2.    Jika lokasi atau target yang harus direkam terdiri dari point, line dan polygon, dahulukan mengukur polygon batas lalu polygon lain dilanjutkan dengan line dan point.

3.    Pengukuran point dapat dilakukan bersamaan dengan mengukur line dan polygon pada objek-objek yang berdekatan.

4.    Jika GPS kita ada fasilitas track manfaatkan untuk mengukur line dan polygon dan sebaiknya saat awal dan akhir track rekam waypoint. 

5.    Untuk merekam jalan dan sungai rekamlah sungai dan jalan utama dahulu baru cabang-cabangnya.

6.    Rekamlah titik-titik di alam yang mudah di kenali di atas peta (cbg sungai, cbg jalan, jembatan, fasilitas umum, situs-situs dll).

7.    Catat no WP, bujur, lintang, tinggi, pdop, epe/akurasi, jam & tgl perekaman, merk dan tipe GPS, nama Surveiyor, jika ada camera     abadikan kondisi 4 penjuru angin dan catat no fotonya, dan buat  diskripsi singkat tentang kondisi sekitar lokasi.

8.    Gunakan penduduk lokal sebagai pemandu untuk memudahkan dalam mengenali lokasi survey.

9.    Untuk survey potensi, objek yang direkam disesuaikan dengan kebutuhan survey (misal survey fauna : jejak, kotoran, bekas mangsa, kubangan, sarang, suara dll)

Tabel 3.1 Tally Sheet Survey Ground Check

No.	No. WP	X Bujur	Y Lintang	Tanggal	Tipe GPS	Foto				Deskripsi Lokasi	Surveyor
						U	T	S	B