Terakhir kali Anda menggunakan ponsel Anda untuk memiliki Google Maps menunjukkan lokasi persis Anda di peta, apakah Anda pernah berhenti dan bertanya-tanya bagaimana cara kerja GPS begitu akurat?
Global Positioning System (GPS) ) sistem sebenarnya diluncurkan oleh Departemen Pertahanan AS pada tahun 1973 (dikenal sebagai NAVSTAR). Pada tahun 1993, ada 24 satelit GPS yang mengorbit Bumi dan menyiarkan data orbit dan posisi yang dapat digunakan militer untuk keperluan navigasi dan keperluan militer lainnya. Hari ini, saat tulisan ini dibuat, ada 28.
Pada 1980-an, data yang ditransmisikan dari satelit GPS dibuka untuk umum, yang membuka seluruh pasar untuk berbagai macam perangkat navigasi GPS yang kami miliki hari ini.
Pada saat penulisan artikel ini, Rusia, Cina, Eropa, dan India semuanya memiliki sistem GPS aktif sendiri. Jepang sedang mengembangkan sistem GPS sendiri yang dijadwalkan akan beroperasi pada tahun 2023.
Bagaimana Cara Kerja GPS?
Sementara teknologi satelit berbasis GPS sangat lanjut, cara sistem beroperasi sangat sederhana.
Ada tiga komponen untuk sistem navigasi GPS individu.
In_content_1 semua: [300x250] / dfp: [ 640x360]->Penerima GPS menggunakan matematika prinsip yang dikenal sebagai triangulasi untuk menghitung lokasi sendiri.
Bagaimana Cara Kerja Triangulasi GPS
Dari titik mana pun di planet ini, jika Anda memegang penerima GPS (seperti yang ada di telepon Anda), penerima GPS menerima cap waktu dari jam yang disinkronkan pada masing-masing satelit GPS di atas kepala.
Menggunakan perbedaan dalam cap waktu, dan kecepatan cahaya konstan saat gelombang radio bergerak, penerima GPS dapat menentukan jarak antara posisi Anda di setiap satelit.
Ini memberikan penerima GPS dengan jari-jari bola dengan satelit di tengah, dan lokasi Anda di tepi bola.
Karena setiap satelit bergerak dengan cara yang dapat diprediksi mengorbit di atas bumi, penerima dapat menggunakan almanak tersimpan dari posisi diketahui saat ini dari semua satelit GPS untuk menentukan di mana, kira-kira, satelit-satelit tersebut saat ini berada di atas bumi.
Dengan posisi masing-masing satelit yang diketahui, dan jarak yang diukur antara satelit dan posisi Anda, GPS yang Anda terima dapat menghitung perkiraan lokasi Anda dengan menentukan di mana persimpangan ketiga bola itu bersatu di permukaan Bumi.
Receiver kemudian menampilkan lokasi itu kepada Anda di peta.
Tiga satelit menyediakan lokasi kasar, dan penerima GPS memerlukan sinyal keempat dari satelit GPS lain untuk menentukan ketinggian Anda saat ini di permukaan bumi menggunakan prinsip matematika lain yang dikenal sebagai trilateration.
Bagaimana Ponsel Anda Sensor GPS Bekerja
Sebagian besar smartphone modern saat ini dilengkapi dengan chip penerima GPS. Chip ini dapat menerima sinyal radio dari satelit GPS.
Jam ponsel Anda bukan jam atom, jadi waktunya tidak disinkronkan dengan jam atom dari satelit di orbit. Namun, ini tidak masalah ketika datang ke penghitungan lokasi menggunakan sinyal dari satelit-satelit itu.
Ini karena penerima GPS ponsel Anda berfokus pada data yang diterimanya dari satelit, dan database lokasi satelit yang diketahui di seluruh Bumi. Karena semua satelit memiliki jam atom, waktu saat ini pada setiap satelit persis sama pada waktu tertentu.
Namun, karena jarak dari satelit, dan fakta bahwa sinyal radio bergerak pada kecepatan cahaya, perbedaan antara setiap stempel waktu yang diterima mengungkapkan jarak antara ponsel Anda dan masing-masing satelit.
Begini cara proses GPS ini bekerja:
Ini memberi tahu penerima GPS Anda bahwa butuh 1 detik untuk sinyal radio untuk mencapainya dari satelit 1, 2 detik dari satelit 2, dan 3 detik dari satelit 3.
Kecepatan cahaya adalah konstanta yang diketahui adalah 299.792.458 meter per detik.
Menggunakan matematika sederhana, penerima ca n menghitung bahwa jaraknya kira-kira 300 ribu meter dari satelit 1, 600 ribu meter dari satelit 2, dan 900 ribu meter dari satelit 3.
Menggunakan tabel pencarian dari database satelit GPS, penerima GPS ponsel Anda mengetahui perkiraan lokasi saat ini di atas bumi dari ketiga satelit , yang menyediakan koordinat bujur dan lintang dari ketiganya.
Dengan informasi itu, ponsel Anda dapat menghitung koordinat bujur dan lintang Anda sendiri di Bumi.
Dengan menggunakan koordinat Anda yang diketahui, penerima GPS Anda kemudian dapat menggunakan jarak yang diukur antara dirinya dan satelit keempat untuk menentukan ketinggian di atas Bumi tempat Anda berada.
Apa Itu Sistem Pemosisian Global yang Dipandu?
Sebelum ponsel cerdas mulai mengintegrasikan sirkuit GPS, orang biasanya akan menggunakan penerima GPS genggam yang menggunakan baterai AA. Atau mereka akan memasang unit GPS di mobil, yang terhubung dengan baterai ponsel.
Ini karena komunikasi radio memerlukan lebih banyak daya. Batasannya adalah Anda sering harus menunggu beberapa menit agar penerima GPS "mengunci" satelit GPS yang cukup untuk menghitung posisi Anda.
Produsen ponsel pintar mengatasi batasan baterai ini dengan menggabungkan teknologi yang ada saat ini. triangulasi seluler. Jauh sebelum ponsel diaktifkan GPS, mereka dapat menggunakan sinyal yang berasal dari menara ponsel untuk melakukan pelacakan posisi Anda, menggunakan stempel waktu triangulasi yang sama dan teknologi jarak seperti halnya dengan satelit GPS.
Sayangnya, karena ponsel menara berada di permukaan tanah, perhitungan navigasi ini jauh kurang akurat. Jadi perangkat lunak GPS ponsel cerdas Anda pertama-tama akan menggunakan triangulasi sinyal sel untuk menentukan perkiraan posisi Anda, dan kemudian memperbarui posisi itu setelah data GPS satelit siap.
Ini memungkinkan ponsel cerdas modern untuk menghemat daya baterai dengan hanya menggunakan data GPS saat pembaruan lokasi tersebut diperlukan. Inilah sebabnya mengapa Anda mungkin sering lihat lokasi Anda di Google Maps sesekali melompat ke lokasi baru ketika data yang lebih akurat tersedia.