GPS
Posted: May 11th, 2009 | Author: giovaniharyadi | Filed under: .Engineering |
Abstrak
Global Potisioning System (GPS) merupakan sebuah sistem pelacak posisi di bumi. Sistem ini terdiri dari beberapa satelit, pengendali satelit dan receiver. Prinsip kerjanya adalah GPS receiver mengkalkulasi waktu tempuh gelombang radio yang dipancarkan oleh lebih dari dua satelit. Dari waktu tempuh ini posisi receiver ditentukan. Penggunaan GPS receiver untuk pemodelan sistem secara real time memanfaatkan kemampuan GPS dalam melacak posisi. Beberapa receiver akan dipasang di benda yang akan dikenali posisinya. Kemudian receiver akan mengirimkan informasi posisinya ke komputer yang akan diolah menjadi model 3 dimensi. Pengembangan dilakukan dengan membuat GPS receiver yang memiliki akurasi tinggi serta kemampuan mengirimkan data.
Kata kunci GPS,receiver,frekwensi
1. Receiver GPS, pendeteksi Gelombang Radio sebagai penentu posisi
Gelombang elektromagnetik merupakan perpaduan medan listrik dan magnetik yang merambat tegak lurus satu sama lain dan tidak memerlukan media untuk merambat. Radiasi dari elektromagnetik dibedakan berdasarkan frekwensinya, gelombang radio, inframerah, cahaya tampak, ultraviolet, sinar x dan sinar gamma. Salah satu alat untuk mendeteksi gelombang elektromagnetik adalah receiver Global Positioning System (GPS) yang menangkap gelombang radio dari pemancarnya, yaitu beberapa satelit yang mengililingi bumi.
GPS sendiri merupakan suatu sistem pelacak posisi yang terdiri atas satelit, pengendali dan receiver. Untuk mendeteksi posisi receiver, dibutuhkan dua atau tiga satelit yang memancarkan gelombang radio yang memiliki frekwensi tinggi.
Receiver GPS akan mengkalkulasi waktu tempuh gelombang radio hingga informasi tentang jarak antara receiver dan satelit pemancar diketahui. Dengan informasi waktu tempuh dan kecepatan dari besaran frekwensi gelombang maka jarak akan diketahui. Jarak ini menentukan jari-jari dari medan elektromagnetik yang berbentuk bola dimana posisi receiver berada pada salah satu sisinya. Kemudian irisan dari beberapa medan elektromagnetik dari beberapa satelit akan dapat menentukan posisi dari receiver.
Sebagai contoh, satelit pertama memberi tahu receiver berada x meter dari Boise, dimana x dapat berada pada setiap titik di lingkaran dengan pusat Boise. Kemudian yang kedua y meter dari Minneapolis. Dari dua satelit, kita mendapatkan dua titik. Satelit ketiga memberi tahu posisi receiver adalah y meter dari Tucson. Titik temu dari ketiga satelit ini merupakan posisi dari receiver.
2. Pengguna GPS
GPS sudah terintegrasi di banyak sistem seperti mobil dan Handphone sehingga pemakai juga semakin luas. Apakah hanya sekedar pelacak posisi pada handphone atau sebagai pembantu dalam menentukan arah dan tujuan untuk mobil. Disamping itu, GPS juga digunakan dalam perjalanan maupun ekspedisi yang memakai receiver khusus. Semakin rendah harga dan semakin mudah untuk digunakan, maka pengguna yang membutuhkan GPS juga semakin luas. Posisi merupakan informasi yang penting dan dapat dikembangkan untuk berbagai macam keperluan.
3. Ide Pengembangan GPS
Penggembangan dari GPS dapat berupa perluasan pemakaian dan perbaikan penerimaan gelombang radio. Berikut beberapa pengembangan dari GPS yang telah dipatenkan
|
Penemu |
Paten |
Abstrak |
|
Jamel, Mitchell W. (Boynton Beach, FL) |
Footwear With GPS |
The invention discloses a locator unit contained within footwear providing a method for GPS position determination and transmission of said location determination data to a central monitoring station which disseminates the data through the use of proprietary software, wireless communications, land based wire systems and the Internet. |
|
Katsu Nakamura |
Unmanner Helicopter |
GPS devices (GPS receivers and corresponding GPS antennas) for detecting a location of an airframe are provided. An autonomous control section (e.g., an autonomous control box) including a data communication device for communicating with the ground and a control board having a built-in control program is provided. An unmanned helicopter flies depending on airframe data such as an attitude and a speed of the airframe, engine speed, and a throttle angle and flight data such as a location and a direction of the airframe. The autonomous control section is provided with a plurality of different type of GPS devices. |
|
Osterdock, Terry N.; Westcott, David C.; Hua, Quyen D.; |
GPS synchronized frequency/time source |
A GPS-based frequency/time source of the present invention provides an accurate, traceable low cost reference. In particular, the GPS-based frequency/time source includes a GPS receiver, a variable frequency oscillator and a micro processor. The GPS receiver receives and produces as output signals GPS information, whereas the variable frequency oscillator has a frequency control input terminal and produces an output frequency signal, and is coupled to the GPS receiver. The micro processor is coupled to receive the output signals produced by the GPS receiver and produces an error signal indicative of a difference in frequency between GPS synchronized frequency and the output frequency signal of the variable frequency oscillator. Circuitry is responsive to the error signal to produce an electronic frequency control signal, which is applied to the frequency control input of the variable frequency oscillator so as to cause the difference in frequency to be reduced. In this manner, a low cost oscillator may be employed in such a way as to produce a very accurate output frequency signal. |
Contoh penemuan diatas menunjukan beberapa aspek penting dalam pengembangan GPS yaitu, pemakaian yang luas seperti pada sepatu. Pengembangan informasi yang didapat seperti arah dan kecepatan, misalkan pada pesawat atau helikopter. Kemudian pengolahan data yang lebih akurat dengan biaya rendah.
Pengembangan GPS yang direncanakan adalah penggunaan GPS sebagai permodelan suatu sistem yang dapat menggambarkan kondisi sistem tersebut dalam real time. Misalkan suatu benda dipasang receiver GPS di beberapa titik sehingga tergambar model tiga dimensinya. Pergerakan setiap titik akan dideteksi oleh satelit sehingga kemudian dari receiver dikirim ke komputer sehingga bentuk pergerakan benda maupun perubahan bentuknya dapat dideteksi.
Beberapa langkah untuk merealisasikannya adalah:
· Menggunakan sistem receiver GPS berbasis nano sehingga berukuran kecil, murah dan handal. Hal ini diperlukan agar receiver GPS tidak mengganggu sistem yang akan dimodelkan, penempatannya di banyak titik pada benda dan proses data yang lebih cepat.
· Menambah akurasi dari receiver sehingga dapat mendeteksi perubahan posisi dari setiap titik pada benda.
· Konfigurasi handal hardware dan software pada komputer yang akan menerima data dari receiver. Hal ini diperkukan karena data yang diproses sangat besar ditambah permodelan tiga dimensi yang membutuhkan performansi komputer tingkat tinggi.
Beberapa kegunaan dari sistem permodelan GPS ini adalah
· Dapat mempelajari fenomena fisika, mekanikal dan lainnya pada benda yang bergerak pada berbagai macam kondisi fluida dimanapun dan kapanpun.
· Mampu mengkontrol dan memonitor benda bergerak seperti pesawat dengan lebih baik lagi. Hal ini karena kita mampu melihat model 3D yang representatif kepada sistem yang dikontrol.
Bila sistem permodelan GPS ini dapat direlalisasikan, maka dapat digunakan oleh banyak pihak dengan bidang yang sangat luas. Bukan tidak mungkin kita dapat melihat simulasi langsung dari mobil yang bergerak di jalan raya. Atau kita dapat dengan mudah mencari benda yang hilang dan mengenalinya langsung karena receiver GPS berbasis nano akan mengirimkan informasi ke satu sumber saja. Pengguna dapat dari kalangan industri otomotif, pesawat maupun instansi pemerintahan atau pihak swasta.
Pengembangan yang paling krusial adalah pada pembuatan receiver GPS dengan akurasi tinggi. Dibutuhkan waktu yang cukup lama dan biaya besar. Pembuatan mungkin memakan waktu skala tahun dan pengembangan terus dilakukan. Tetapi produk jadinya tidak terlalu mahal karena berbasis nano yang membutuhkan daya kecil. Diperkirakan untuk satu receiver tidak boleh lebih dari lima juta rupiah.
Komputer yang digunakan harus handal. Jika perlu menggunakan workstation dengan estimasi harga satu setnya sekitar 80 juta rupiah. Tetapi tidak tertutup kemungkinan menggunakan komputer dengan harga jauh lebih murah, tergantung kebutuhan pengolahan data.
4. Sumber
Receiver GPS, pendeteksi Gelombang Radio sebagai penentu posisi
· http://electronics.howstuffworks.com
Ide Pengembangan GPS
· http://www.freepatentsonline.com/6788200.html
· http://www.faqs.org/patents/app/20090069957
· http://ipp.gsfc.nasa.gov/ft-tech-GPS-NAVIGATOR.html
Tweet this!
terima kasih informasinya
tapi bukankah untuk dapat memperoleh hasil pemodelan yg menggambarkan keadaan yg sebenarnya, dibutuhkan tingkat presisi yg tinggi? sedangkan tingkat presisi ini tidak hanya bergantung pada receiver, tapi juga pada sinyal2 GPS itu sendiri. Jadi mungkin akan menghasilkan kesulitan untuk implementasi pada benda2 berukuran kecil.
sama-sama..
ini baru sebatas konsep dari hasil pemikiran secara umum, belum secara detail. Yah, bagaimana membuat presisi dengan sangat tinggi belum kepikiran, tetapi bukan hal yang mustahil bukan?
Sebenarnya lebih tergantung kepada receiver GPS sepertinya, seberapa akurat mendeteksi waktu tempuh gelombang dan mengkalkulasi jaraknya.
Terima kasih infonya. GPS sekarang memang sudah banyak digunakan. Setelah baca artikel ini, jadi tambah tahu bagaimana dan darimana GPS itu memperoleh data untuk bisa bekerja dengan baik.