Bagaimana Sistem GPS Berfungsi?
Zaman sekarang ni, nak ke mana-mana kita tak perlu lagi dah bertanya panduan jalan atau melukis peta. Hanya buka saja telefon dan buka aplikasi GPS. Satu masa dulu, sistem GPS pun memerlukan peranti berbeza namun berkat kecanggihan teknologi, GPS kini tersedia dalam telefon kita serta boleh diakses bila-bila masa.
Tulis saja nak ke mana, aplikasi akan memberikan kita panduan, anggaran masa perjalanan serta waktu ketibaan kita yang agak tepat. Pernahkah anda terfikir bagaimana sebenarnya sistem GPS ini berfungsi?
Sejarah GPS
GPS atau Global Positioning System merupakan sebuah sistem navigasi satelit (satnav) yang menggunakan penerima isyarat radio untuk mengesan isyarat yang dipancarkan oleh satelit yang mengorbit bumi.
GPS dibina berasaskan kepada penemuan semasa era satelit Sputnik sejak tahun 1940-an, di mana saintis berjaya mengenalpasti kedudukan satelit tersebut disebabkan oleh perubahan pada gelombang radio, yang digelarkan sebagai 'kesan Doppler.'
Pada zaman awalnya, tentera laut Amerika Syarikat menggunakan sistem itu untuk menjejaki kedudukan kapal selam mereka yang membawa peluru nuklear dengan bantuan enam buah satelit.
Sistem itu mengalami penambahbaikan daripada teknologi yang sudah digunakan kapal selam itu, lalu membangunkan sistem GPS bermula tahun 1973 dan melancarkan sistem satelit NAVSTAR atau 'Navigation System with Timing and Ranging' pada tahun 1978. Sistem itu dibuka untuk kegunaan orang awam pada pertengahan tahun 1980-an.
Bagi memantapkan lagi kemampuan NAVSTAR, jumlah satelit yang digunakan ditambah ke 24 buah pada tahun 1993 dan mula beroperasi sepenuhnya pada tahun 1994.
Bagaimana GPS berfungsi?
Sebuah sistem GPS berfungsi dengan menggunakan jalinan-jalinan satelit di udara yang berada dalam orbit pertengahan Bumi atau 'Middle Earth Orbit', kira-kira 20,200 km dari permukaan bumi. Setiap satu satelit GPS berpusing sebanyak 2 kali mengelilingi bumi setiap hari, pada kelajuan 14,000km/j.
Sistem GPS paling banyak digunakan iaitu NAVSTAR menggunakan 24 buah satelit termasuklah beberapa satelit simpanan, dengan hanya 3 atau 4 signal daripada satelit akan digunakan bagi menentukan kedudukan anda pada ketepatan beberapa meter dari lokasi asal.
Kesemua sistem GPS mempunyai tiga komponen paling penting yang digelarkan sebagai 'segmen.' Segmen pertama adalah 'segmen angkasa', iaitu satelit-satelit yang mengorbit bumi.
Sebuah lagi ialah 'segmen pengawal' yang dibentuk daripada jalinan antenna, monitor dan juga stesen pengawal yang terletak di bumi, berpusat di Pusat Kawalan Utama, Pengkalan Tentera Udara Shriever di Colorado, Amerika Syarikat. Sebuah pusat serupa yang bertindak sebagai pusat kawalan simpanan adalah di Pengakalan Tentera Udara Vandenberg , California.
Segmen ketiga pula datangnya daripada peranti-peranti yang kita gunakan, sama ada dalam bentuk telefon pintar, peranti GPS tunggal ataupun apa saja peranti lain yang menggunakan sistem GPS. Segmen ini digelarkan sebagai 'segmen pengguna.'
Triangulation dan Trilateration
Sistem yang digunakan oleh GPS dalam menentukan kedudukan 'segmen pengguna' adalah dengan menggunakan kiraan matematik 'triangulation' atau 'pembahagian kawasan dengan bentuk segi tiga.'
Dengan menggunakan satu isyarat yang dihantar kepada satu satelit, pengguna dianggarkan berada dalam lingkungan kedudukan satelit tersebut namun radiusnya agak besar. Jadi isyarat akan dihantar pada dua lagi satelit yang berada berdekatan dengan pengguna, supaya titik tengah pertembungan ketiga-tiga ruang litup satelit tadi dapat diperhalusi.
Untuk setiap carian lokasi menggunakan GPS, minima 3 satelit akan digunakan setiap masa. Penggunaan satelit keempat pula dikhaskan untuk penerima atau pengguna yang memerlukan informasi terhadap ketinggian mereka dari permukaan bumi, bukan sekadar lokasi sahaja.
Selain daripada NAVSTAR, ada banyak lagi sistem satelit GPS yang telah pun dilancarkan. Sistem GALILEO dibangunkan oleh Kesatuan Eropah, berpengkalan di Prague, Republik Czech dengan dua pusat kawalan utamanya di Munich, Jerman dan Fucino, Itali.
GLONASS pula adalah sistem GPS ciptaan Russia yang mempunyai rekaan hampir serupa dengan NAVSTAR, menggunakan 24 buah satelit dan berjaya beroperasi sepenuhnya pada tahun 2011. BEIDOU pula dibangunkan oleh kerajaan China semenjak tahun 2000, dianggarkan beroperasi sepenuhnya pada tahun 2020 dengan jangkaan mempunyai ketepatan melebihi NAVSTAR.
Kerajaan China yakin sistem mereka mampu menetapkan lokasi, bukan sekadar pada ukuran meter atau sentimeter, malahan milimeter. Mengagumkan!
Rujukan
Comments
Post a Comment