Bagaimana Cara GPS Bekerja
Nenek moyang kita harus melakukan hal yang sangat melelahkan agar tidak tersesat. Mereka mendirikan tengara monumental, merancang peta terperinci dengan susah payah dan belajar membaca bintang di langit malam.
Hal-hal tersebut jauh, jauh lebih mudah hari ini. Dengan harga kurang dari $ 100, Anda bisa mendapatkan gadget seukuran saku yang akan memberi tahu Anda kapan saja tentang dimana keberadaan anda saat ini sehingga anda tidak akan pernah lagi tersesat.
Pada artikel ini, kita akan mencari tahu bagaimana alat yeng kecil ini mampu melalukan trik menakjubkan ini. Seperti yang akan kita lihat, GPS, atau kepanjangan dari Global Positioning System sangatlah luas, mahal dan melibatkan banyak kecerdikan teknis, namun konsep dasar di tempat kerja cukup sederhana dan intuitif.
Ketika orang berbicara tentang "GPS", mereka biasanya berarti penerima GPS. Global Positioning System (GPS) sebenarnya merupakan konstelasi 27 satelit yang mengorbit di Bumi (24 yang sedang beroperasi dan tiga tambahan lainnya standby jika terjadi kegagalan pada satu unit). Militer A.S. mengembangkan dan menerapkan jaringan satelit ini sebagai sistem navigasi militer, tapi tak lama setelah itu mengembangkannya untuk keperluan banyak orang.
Masing-masing satelit bertenaga surya 3.000 sampai 4.000 pon mengelilingi dunia sekitar 12.000 mil (19.300 km), membuat dua rotasi lengkap setiap hari. Orbitnya diatur sedemikian rupa sehingga setiap saat, di manapun di Bumi, setidaknya ada empat satelit "terlihat" di langit.
Tugas penerima GPS adalah menemukan empat atau lebih satelit ini, mengetahui jaraknya masing-masing, dan menggunakan informasi ini untuk menyimpulkan lokasinya sendiri. Operasi ini didasarkan pada prinsip matematika sederhana yang disebut trilateration. Trilaterasi di ruang tiga dimensi bisa sedikit rumit, jadi kita akan mulai dengan penjelasan tentang trilaterasi dua dimensi sederhana.
Bayangkan Anda berada di suatu tempat di Jakarta dan Anda benar-benar nyasar dan Anda sama sekali tidak tahu Anda sedang berada di mana. Anda menemukan seseorang yang ramah dan bertanya, "Di mana saya?" Dia berkata, "Anda berjarak 5.2 mil dari Monas, Jakarta."
Informasi ini tentunya membantu namun tidak terlalu membantu. Anda bisa berada di manapun pada lingkaran di sekitar Monas yang memiliki radius 5.2 mil, seperti ini:
Untuk mengetahui lebih detil di mana Anda sedang menginjak saat ini anda mulai lagi bertanya pada orang lain di mana Anda berada, dan dia berkata, "Anda berjarak 7.8 mil dari Bursa Efek Indonesia, Jakarta."Meskipun jawabannya kurang-lebih sama seperti jawaban orang sebelumnya, namun secara tidak langsung mereka berdua telah memberitahukan anda jauh lebih detil anda dimana. Jika Anda menggabungkan jawaban dari kedua orang tersebut, ini berarti anda sedang berada di antara dua lingkaran yang saling bertemu. Anda sekarang tahu bahwa Anda sedang berada di salah satu dari dua titik ini, jika Anda berjarak 5.2 mil dari Monas dan 7.8 mil dari Bursa Efek Indonesia.
Jika orang ketiga mengatakan bahwa Anda berjarak 8.8 mil dari airport Soekarno Hatta, maka jawaban ketiga ini bisa membantu menyingkirkan salah satu titik pertemuan antara dua lingkaran tadi dan sekaligus memberitahu Anda persisnya berada di mana, karena lingkaran ketiga hanya akan berpotongan dengan salah satu dari titik-titik ini. Anda sekarang tahu persis di mana Anda - Pluit, Penjaringan.
Konsep yang sama ini juga berlaku dalam ruang tiga dimensi, tapi Anda berhadapan dengan bola bukan lingkaran. Pada paragraf selanjutnya, kita akan melihat jenis trilateration ini.
Pada dasarnya, trilaterasi tiga dimensi tidak jauh berbeda dengan trilaterasi dua dimensi, tapi agak sulit untuk divisualisasikan. Bayangkan radii dari contoh sebelumnya yang melingkar ke segala arah. Jadi, bukannya serangkaian lingkaran, Anda sekarang mendapatkan rangkaian bola.
Jika Anda tahu Anda berjarak 10 mil dari satelit A di langit, Anda bisa berada di manapun di permukaan bola imajiner yang besar dengan radius 10 mil. Jika Anda juga tahu bahwa Anda berjarak 15 mil dari satelit B, Anda bisa memposisikan bola pertama dengan bola kedua yang lebih besar dan mendapatkan bagian dari kedua bola tersebut saling bertemu, di bagian luar antara dua bola yang saling menyilang inilah (berbentuk lingkaran) anda berada. Jika Anda juga tahu jarak anda ke satelit ketiga, Anda mendapatkan bola ketiga, yang memotong lingkaran ini dengan dua titik.
Bumi itu sendiri dapat berperan sebagai bola keempat - hanya satu dari dua titik tadi yang benar-benar berada di permukaan planet ini, jadi Anda bisa menyingkirkan titik lainnya. Receiver, atau si penerima gps umumnya mencari ke empat atau lebih satelit, bagaimanapun, untuk meningkatkan akurasi dan memberikan informasi ketinggian yang tepat.
Untuk membuat perhitungan sederhana ini, maka, penerima GPS harus mengetahui dua hal:
- Lokasi setidaknya tiga satelit di atas Anda
- Jarak antara Anda dan masing-masing satelit tersebut
Penerima GPS menggambarkan kedua hal ini dengan menganalisis frekuensi tinggi, sinyal radio berdaya rendah dari satelit GPS. Unit yang lebih baik memiliki beberapa receiver, sehingga mereka dapat mengambil sinyal dari beberapa satelit secara bersamaan.
Gelombang radio adalah energi elektromagnetik, yang berarti mereka melakukan perjalanan dengan kecepatan cahaya (sekitar 186.000 mil per detik, 300.000 km per detik dalam ruang hampa udara). Penerima dapat mengetahui seberapa jauh sinyal telah ditempuh dengan menentukan berapa lama sinyal tersebut tiba. Pada bagian selanjutnya, kita akan melihat bagaimana receiver dan satelit bekerja sama untuk membuat pengukuran ini.
Lanjut ke halaman penjelasan berikutnya
| Home | Cara Membeli | Contact Us | About Us | Sitemap | BanSos |
