Secara global sistem yang digunakan untuk menentukan sesuatu tempat
dikenali sebagai Sistem Satelit Navigasi Global (GNSS). Sistem ini baru
sahaja diperkenalkan pada abad ke 21. Ia mula diperkenalkan dengan
kewujudan sistem navigasi yang dibina di beberapa negara di dunia. Walaupun
beberapa sistem navigasi telah siap dan ada juga yang masih dalam
pembinaan, satu-satunya sistem GNSS yang berfungsi sepenuhnya di dunia
ialah Sistem Penentududukan Global (GPS). GPS diperkenalkan oleh jabatan
pertahanan Amerika. Ia juga dikenali dengan nama rasminya NAVSTAR-GPS.
Secara nominal, GPS terdiri daripada 24 satelit yang dilancarkan secara
berperingkat bermula dari tahun 1978. GPS hanya beroperasi sepenuhnya pada
tahun 1995. Sehingga kini ia mempunyai lebih 30 satelit di angkasa. Pada
awalnya GPS dibina untuk tujuan ketenteraan tetapi selepas tahun 1983, ia
dibuka unutk kegunaan awam. Ia hanya berlaku selepas kapalterbang Korea
yang membawa penumpang awam telah ditembak oleh Kesatuan Soviet (sekarang
telah terpecah kepada negara Russia dan lain-lain). Kapal terbang tersebut
tanpa disedari telah tersasar memasuki ruang angkasa negara mereka ( ketika
Amerika menghadapi Perang Dingin dengan Soviet)
Satelit GPS
Satelit-satelit GPS mengorbit bumi pada ketinggian 20000 kilometer dengan
sudut dongak sebanyak 55 darjah dari satah Khatulistiwa dan mencatatkan
tempoh selama 12 jam untuk satu pusingan orbit lengkap. Ini bermakna dalam
satu hari, satelit yang sama mengorbit bumi sebanyak dua kali. Dengan kata
lain, secara umumnya kita boleh melihat satelit yang sama di angkasa
sebanyak dua kali sehari. Terdapat enam gugusan satelit yang mengorbit
bumi, yang setiap satunya mempunyai empat satelit. Setiap satelit dibina
dengan jangkahayat di angkasa selama lebih 10 tahun. Satelit ini mendapat
bekalan tenaga elektrik dari panel suria yang dipasang pada badan atau
sayap satelit. Satelit yang baharu akan dilancarkan ke orbit dari semasa ke
semasa bagi menggantikan satelit yang lama. GPS beroperasi di bawah kawalan
Department of Defence (DoD) yang mempunyai pusat kawalan di Amerika
Syarikat. Satelit ini menghantar isyarat kepada pengguna untuk menentukan
kedudukan dan masa di mana-mana sahaja mereka berada. Isyarat juga boleh
diterima dalam apa jua keadaan cuaca tanpa batasan kecuali isyarat tersebut
dimatikan oleh kerajaan Amerika.
Gambar : Satelit GPS
Apakah isyarat yang digunakan
Satelit GPS merupakan satu sistem komunikasi satu hala bagi menghantar
isyarat radio untuk kegunaan tentera dan orang awam. Sebaliknya pengguna
tidak boleh menghantar isyarat ke satelit tersebut untuk berkomunikasi.
Isyarat radio yang digunakan adalah dalam julat jalur UHF (ultra high
frequency). Isyarat radio ini bertindak sebagai pembawa kepada isyarat
maklumat yang akan diterima oleh alat penerima isyarat GPS yang dimiliki
oleh pengguna. Isyarat maklumat yang dihantar adalah dalam bentuk digit. Ia
terdiri dari kod rawak semu (pseudorandom code), data efermeris dan data
almanak. Kod rawak semu ini merupakan identifikasi bagi satelit yang
menghantar isyarat tersebut.
Data efemeris pula akan menyatakan kedudukan satelit berkenaan di orbit dan
juga kedudukan satelit yang lainnya. Data almanak menyatakan status satelit
(sihat atau tidak), memberikan maklumat tarikh dan masa. Ia juga memberikan
data yang penting untuk menentukan kedudukan pengguna. Pengguna awam boleh
menerima isyarat ini secara percuma dengan syarat kita mempunyai alat
penerima GPS. Walaubagaimanapun alat penerima ini perlu dibeli dengan
pelbagai harga mengikut kegunaan tertentu. Isyarat yang diterima oleh orang
awam ini terlebih dahulu telah disulitkan oleh kerajaan Amerika dan
tidaklah sejitu seperti isyarat yang digunakan oleh tentera Amerika dan
sekutunya.Hal ini demikian kerana tujuan utama GPS adalah untuk
ketenteraan. Walaubagaimanapun dengan kaedah pemprosesan isyarat yang
tertentu dan terkini, kejituan yang baik boleh dihasilkan oleh pengguna
awam.
Terdapat beberapa faktor yang boleh mengganggu kejituan GPS. Isyarat GPS
perlu merambat/bergerak melalui atmosfera seperti lapisan ionosfera dan
troposfera menuju ke bumi. Keadaan semulajadi lapisan ini akan melambatkan
isyarat tersebut untuk sampai ke bumi.Perisian dan kiraan tertentu boleh
digunakan untuk mengurangkan kesan lambatan ini. Isyarat GPS hanya boleh
diterima di kawasan lapang dan bukan di dalam bangunan.
Isyarat yang diterima juga boleh terhalang oleh objek-objek seperti pokok,
bangunan, bukit dan sebagainya. Isyarat yang terpantul oleh halangan ini
ada juga yang boleh dikesan oleh alat penerima GPS tetapi agak lemah.
Kesan gangguan ini dikenali sebagai berbilang laluan (multipath). Ala
penerima GPS yang biasanya menggunakan jam kuartza kurang jitu untuk
segerak dengan isyarat GPS kerana jam GPS terdiri daripada jam atom.
Gangguan ini dikenali sebagai ralat jam. Antara gangguan lain termasuklah
ralat satelit, ralat alat penerima dan ralat dalam isyarat.
Kegunaan
Kebanyakan kita menggunakan GPS secara komersil untuk menentukan lokasi
sesuatu tempat. Terdapat pelbagai jenis alat penerima isyarat satelit gps
di pasaran untuk tujuan ini. Jenis yang popular digunakan untuk tujuan
komersial antaranya termasuklah Garmin, Navman dan TomTom. Alat penerima
ini boleh memberikan ketepatan kedudukan dalam lingkungan 10 meter dari
kedudukan sebenar. Dengan gabungan peta digital dan GPS, pengguna boleh
melihat kedudukan mereka pada peta tersebut sama ada dalam kedudukan statik
ataupun bergerak. Kini perisian ini boleh didapati dalam telefon mudah alih
seperti Nokia, Iphone, Blackberry dan juga alat Pembantu Digital Peribadi
(Personal Digital Assistant, PDA) jenis hTC.
Persatuan Automobil Malaysia ( Automobile Assosiation of Malaysia, AAM)
menggalakkan ahli-ahlinya memasang penjejak pintar (AAM smart tracker)
untuk menjejak kenderaan yang dicuri. Penjejak pintar ini menggunakan GPS
untuk mengesan lokasi kenderaan tersebut. Memandangkan banyaknya berlaku
kemalangan jalanraya berpunca daripada bas yang dalam perjalanan jauh, maka
kerajaan telah menyarankan agar pengusaha bas melengkapkan kenderaan
penumpang tersebut dengan alat penerima GPS. Dengan itu pengusaha bas boleh
memantau kelajuan bas yang dipandu serta kedudukan bas juga boleh
diketahui. Satu ketika dahulu teksi di KLIA juga dilengkapkan dengan sistem
GPS. Di Indonesia, teksi kepunyaan syarikat Blue Bird, misalnya
dilengkapkan dengan sistem ini. Kenderaan mewah seperti BMW dan Mercedes
juga telah siap dipasang dengan GPS.
Kanak-kanak boleh menggunakan jam tangan yang dilengkapi dengan alat
penerima GPS seperti jenis Wherify. Dengan itu ibubapa atau penjaga boleh
menjejak lokasi anak mereka sekiranya mereka sesat atau hilang. Untuk
tujuan pemetaan dan ukur yang memerlukan bacaan yang lebih jitu dengan
ketepatan kurang dari satu meter, alat penerima yang jauh lebih mahal
digunakan seperti Trimble, Leica, Navtech dan sebagainya. Contohnya Jabatan
Ukur dan Pemetaan Malaysia (JUPEM) menggunakan alat penerima jenis Trimble
untuk menentukan kedudukan untuk membina peta. Dalam ketenteraan, kedudukan
yang jitu sangat diperlukan untuk pelancaran peluru berpandu bagi
memastikan ia tidak tersasar ke tempat lain yang boleh membahayakan orang
awam.
Rusia merupakan pemaju yang kedua penting dengan sistemnya yang diberi nama
Sistem Navigasi Orbit Global (Globalnaya Navigagatsionnaya Sputnikovaya
Systema, GLONASS). Mereka telah mula beroperasi sejak tahun 1976. mereka
juga telah melancarkan satelit ini untuk tujuan ketenteraan dan boleh
digunakan oleh orang awam. Walaupun ia memberikan kejituan lebih baik
daripada GPS tetapi isyarat yang dihantar agak tidak konsisten dan tidak
dipantau dengan baik.
Baru-baru ini China juga telah melancarkan satelit navigasinya yang
dikenali sebagai Beidou (Big Dipper). Menyedari kepentingan satelit
navigasi ini dan untuk mengelakkan kebergantungan kepada satelit Amerika
Syarikat, Kesatuan Eropah telah mula melancarkan satelit navigasi mereka
iaitu Galileo. Sistem satelit ini dibina dan dikendalikan oleh orang awam.
India juga akan melancarkan satelitnya yang dikenali sebagi Sistem Satelit
Navigasi Wilayah India ( Indian Regional Navigational Satellite System,
IRNSS). Di samping itu GPS pula sekarang ini dalam fasa pemodenan untuk
menambahbaik lagi perkhidmatan mereka untuk ketenteraan dan juga orang awam
Oleh: Prof. Madya Ir. Dr. Mardina Abdullah
No comments:
Post a Comment