Kompas dan GPS

Kompas Geologi & GPS (Global Posistioning System)

 

Kompas Geologi

Dalam mempelajari ilmu bumi, kompas memjadi alat yang vital. Layaknya seorang Dokter yang membutuhkan stetoskop untuk memeriksa pasiennya, maka bagi ilmuwan kebumian, kompas selalu dibutuhkan untuk melakukan kegiatan dan aktivitas tertentu. Sehingga harus selalu dibawa dan dimiliki.

Kompas yang baik mempunyai cairan yang terdapat di dalamnya; cairan tersebut mengatur gerakan dari jarum, sehingga kita dapat menggunakan kompas dengan baik walaupun memegangnya kurang dengan sempurna. Jarum kompas diwarnai dalam dua warna. Jika kompas digenggam secara benar (mendatar), ujung warna merah mengarah ke utara, dan putih mengarah ke selatan.

1. Guna Kompas

Kompas adalah alat penunjuk arah yang digunakan untuk mengetahui arah utara magnetis. Karena sifat kemagnetannya, jarum kompas akan menunjuk arah utara-selatan (jika tidak dipengaruhi oleh adanya gaya-gaya magnet lainnya selain magnet bumi).

Tetapi perlu diingat bahwa arah yang ditunjuk oleh jarum kompas tersebut adalah arah utara magnet bumi, jadi bukan arah utara sebenarnya. Hal ini sebetulnya tidaklah begitu menjadi masalah penting jika selisih sudutnya sangat kecil, akan tetapi pada beberapa tempat, selisih sudut/deklinasi sangat besar sehingga perlu dilakukan perhitungan koreksi sudut yang didapat dari kompas (azimuth) yaitu :

  1. Dari kompas (K) dipindahkan ke peta (P): P= K +/- (DM +/- VM)
  2. Dari peta( P) dipindahkan ke kompas (K): K= P +/- (DM +/- VM)

Keterangan:

Tanda +/- diluar kurung untuk DM (deklinasi magnetis/iktilaf magnetis)

= dari K ke P: DM ke timur tanda (+), DM ke barat tanda (-) = dari P ke K: DM ke timur tanda (-), DM ke barat tanda (+)

Tanda +/- di dalam kurung untuk VM (variasi magnetis)

=tanda (+) untuk increase/naik; tanda (-) untuk decrease/turun.

Secara fisik, kompas terdiri atas :

a)      Badan, yaitu tempat komponen-komponen kompas lainnya berada;

b)      Jarum, selalu mengarah ke utara-selatan bagaimanapun posisinya;

c)      Skala penunjuk, menunjukkan derajat sistem mata angin.

Contoh penggunaan kompas secara langsung dilapangan sebagaio berikut :

i. Navigasi sungai.

Dalam perjalanan menyusuri sungai, baik berjalan kaki atau dengan perahu, kita dituntut untuk menguasai navigasi sungai seperti halnya navigasi darat dalam perjalanan gunung hutan. Kompas digunakan untuk menentukan sudut belokan-belokan sungai, kompas bidik dan kompas orienteering dengan keakuratan yang baik dapat digunakan untuk keperluan ini.

ii. Membaca peta.

Ini adalah teknik yang sederhana, dan ini mungkin kegunaan kompas yang paling penting :

  • Pegang kompas secara horizontal.
  • Letakkan kompas mendatar di atas peta, putar peta sampai “garis utara” dari peta sejajar/satu garis lurus dengan jarum kompas.

Dengan demikian, arah peta sekarang sudah sama dengan medan yang sebenarnya. Ini membuat lebih mudah dibaca, seperti membaca tulisan akan lebih mudah dari atas ke bawah.

iii. Mengambil sudut.

Setiap arah dapat dinyatakan sebagai sebuah sudut dengan acuan arah utara. di dalam kemiliteran atau kepramukaan, ini dinamakan sebuah “azimuth”, dan sudut-sudutnya dinyatakan oleh angka dengan satuan derajat.

2. Jenis-Jenis Kompas

Dalam suatu perjalanan banyak macam kompas yang dapat dipakai, pada umumnya dipakai dua jenis kompas, yaitu kompas bidik (misalnya kompas prisma) dan kompas orienteering (misalnya kompas silva). Kompas bidik mudah untuk membidik, tetapi dalam pembacaan di peta perlu dilengkapi dengan busur derajat dan penggaris. Kompas silva kurang akurat jika dipakai untuk membidik, tetapi banyak membantu dalam pembacaan dan perhitungan di peta. Kompas yang baik pada ujungnya dilapisi fosfor agar dapat terlihat dalam keadaan gelap.

3. Pemakaian Kompas

Kompas dipakai dengan posisi horizontal sesuai dengan arah garis medan magnet bumi. Dalam memakai kompas, perlu dijauhkan dari pengaruh benda-benda yang mengandung logam, seperti pisau, golok, karabiner, jam tangan dan lainnya. Kehadiran benda-benda tersebut akan mempengaruhi jarum kompas sehingga ketepatannya akan berkurang.

Cara Menggunakan Kompas Geologi

Kompas geologi banyak macamnya, di antaranya tipe Azimuth dan tipe Kuadran. Tipe Azimuth punya skala dari 0-360°, sedangkan tipe Kuadran punya 4 kuadran yang masing-masing besarnya 90°. Kompas geologi yang biasa dipakai di Indonesia biasanya tipe Azimuth. Beginilah bentuk kompas geologi.

Untuk mengukur strike:

  • 1. Carilah bidang batuan yang agak rata (agar lebih rata, kamu bisa memakai papan clipboard sebagai alas).

  • 2. Tempelkan sisi E (East) badan kompas ke bidang batuan dengan lengan kompas searah strike.
  • 3. Geser-geserlah sampai gelembung udara pada level bulat (bull’s eye level) tepat di tengah.

  • 4. baca derajat yang ditunjukkan jarum utara (yaitu jarum yang menunjuk ke utara ketika kamu menghadap utara).

Untuk mengukur dip:

  • 1. Tempelkan sisi W (West) badan kompas ke bidang batuan dengan lengan kompas tegak lurus strike.

  • 2. di bagian belakang kompas ada tuas kecil untuk memutar level tabung (clinometer level). Putarlah level tabung sampai

gelembung tepat di tengah.

  • 3. baca derajat yang ditunjukkan derajat klinometer (ingat, derajat > 90 derajat).

GPS (Global Posistioning System)


1. Dasar Teori pada GPS

Prinsip kerja GPS dalam menentukan posisi adalah dengan menghitung delay waktu transmisi suatu signal dicapai oleh receiver, dikalikan dengan kecepatan perambatan signal maka akan didapat jarak receiver relatif terhadap satelit. Untuk mendapatkan koordinat x, y, dan z, receiver membutuhkan pengamatan dari tiga satelit, dan satu pengamatan dari satelit keempat dibutuhkan untuk keakuratan prediksi.

Satelit GPS secara kontinu mem-broadcast signal (microwave) yang berisi data orbital, posisi saat itu dan waktu, serta signal lainnya yang berguna untuk mencirikan satu satelit dari yang lain, dan signal yang digunakan sebagai penanda jarak (disebut pseudo-random codes) itu sendiri.

Walaupun signal satelit merambat pada kecepatan cahaya, tetap saja terdapat delay transmisi ke receiver, delay ini dihitung oleh receiver untuk dikalikan dengan kecepatan rambat (dalam hal ini kecepatan cahaya) menghasilkan jarak receiver relatif terhadap satelit. Karena receiver juga mengetahui posisi x, y dan z satelit (dari signal satelit) maka dari ketiga persamaan ini didapat koordinat x, y dan z receiver. Cara ini mengharuskan receiver tidak hanya mengetahui mengetahui dengan pasti waktu satelit mentransmisikan signal pertama kali untuk dibandingkan dengan waktu sampainya signal ke receiver, juga dibutuhkan sinkronisasi antara waktu di satelit dan di receiver.

Satelit GPS dilengkapi dengan jam atom dengan keakuratan yang tinggi, namun amat mahal sehingga tidak mungkin receiver juga memakai jam atom. Ini mengakibatkan perhitungan posisi dengan cara seperti itu saja tidak akurat. Untuk itu diperlukan persamaan dari satelit keempat untuk mempertimbangkan faktor error pada jam receiver. Dengan cara ini selain diperoleh data tentang posisi juga diperoleh data waktu yang sangat akurat.

Satelit sebagai acuan perhitungan tidak perlu selalu berada statik terhadap receiver (dalam hal ini berarti mengorbit secara geostationer), jika pada suatu saat kita tetap dapat ‘melihat’ minimal empat satelit dan telah mengetahui lokasinya secara pasti.

Compas & GPSKel 6

2. Arsitektur GPS



·        Elemen GPS

GPS terdiri atas tiga segment utama: space segment, user segment, dan control segment

GPS mempunyai 3 bagian: space segment, the user segment, dan the control segment. Space segment terdiri atas 24 satelit, masing-masing pada orbitnya 11,000 nautical mile di atas bumi. User segment teridiri atas receiver, yang dapat dipegang di tangan atau dipasang di mobil. Control segment terdiri atas ground station (lima di antaranya terletak mengelilingi bumi)yang memastikan ia bekerja dengan semestinya.

Sekali perjalanan mengelilingi bumi di angakasa luar berarti satu orbit. Satelit GPS membutuhkan waktu 11 jam dan 58 menit untuk mengelilingi bumi. Setiap satelit dilengkapi dengan clock yang akurat sehingga ia mem-broadcast signal dengan pesan waktu yang tepat. Ground unit menerima signal satelit, yang bergerak dengan kecepatan cahaya. Tetapi signal masih tetap membutuhkan waktu untuk mencapai receiver. Perbedaan antara waktu signal dikirim dan signal diterima, dikalikan dengan kecepatan cahaya, memungkinkan receiver menghitung jarak ke satelit. Untuk menghitung latitude, longitude, dan altitude yang tepat, receiver menghitung waktu yang dibutuhkan untuk signal dari empat satelit yang berbeda untuk mencapai receiver.

GPS sistem dapat memberitahukan lokasi di atas bumi sampai sekitar 3000 kaki, dan keakuratan, biasanya kurang dari tiga kaki, dapat diperoleh dengan koreksi yang dihitung oleh receiver GPS
pada tempat tetap yang diketahui.

·        Space Segment

Space Segment dari sistem terdiri atas satelit GPS. Space vehicles (SVs) ini mengirimkan signal radio dari angkasa.

GPS space system terdiri atas 24 satelit, 11,000 nautical mile di atas bumi, yang membutuhkan 12 jam untuk sekali mengelilingi bumi (satu orbit). Mereka diposisikan sehingga kita dapat menerima signal dari enam diatantaranya hampir 100 persen dari waktu pada titik manapun di bumi. Satelit dilengkapi dengan clock yang memiliki keakuratan dalam nanosekon 0.000000003, atau sepertiga milyar, detik. Receiver menggunakan informasi ini untuk menghitung posisinya. SatelitGPS pertama diluncurkan pada 1978.Sepuluh satelit pertama adalah satelit pengembangan, disebut Block I. Sejak1989 sampai 1993, 23 satelit produksi, disebut Block II, diluncurkan.Peluncuran satelit ke-24  pada 1994 melengkapi keseluruhan sistem.

3. GPS Receiver

Gb 1.       GPS ground receiver – pada gunung api  Augustine (Cook Inlet, Alaska) – merekam signal yang dikirim oleh empat atau lebih  satelit GPS yang mengorbit (Photograph by Jerry Svarc, USGS.)

GPS receiver mengkonversi signal SV menjadi posisi, kecepatan, dan waktu estimasi. Empat satelit dibutuhkan untuk menghitung keempat dimensi X, Y, Z (posisi) dan waktu. GPS receiver digunakan untuk navigasi, positioning, time dissemination, dan riset lainnya.

Peran GPS Receiver

GPS receiver harus  mendeteksi dan mengkonversi signal yang ditransmisikan dari semua satelit ke dalam perhitungan yang berguna. Selam propagasi dari signal melalui atmosfir, muncul kehilangan kekuatan signal, dan karena ini maka spread spectrum dan properti korelasi signal dibuthkan

Format pesan Satelit GPS
Receiver yang biasanya baru digunakan umumnya adalah semua-dalam-pandangan, dalam arti mencoba mencari di antara satelit dengan tampilan kontinyu. Receiver menunjukkan pesan navigasi terus menerus, mencari isi data subframe perubahan 1, 2, atau 3.

4. Penggunaan GPS

·        GPS dalam bidang militer

Penggunaan GPS untuk keperluan militer yang terbesar sampai saat ini adalah pada saat Perang Teluk. Pada saat itu pasukan yang tergabung dalam operasi badai gurun (Operation Dessert Storm) baik dari pihak Amerika maupun sekutunya, dilengkapi dengan lebih dari 9000 pesawat penerima GPS. Peralatan ini dibawa oleh pasukan infanteri, diletakkan pada setiap kendaraan tempur guna mempermudah koordinasi manuver dan taktik yang digunakan. Dengan bantuan GPS, posisi tiap unit dapat diketahui dengan tepat sehingga akan memudahkan penyusunan strategi  tempur.

·        Pelayaran dan Penerbangan

Penggunaan GPS untuk umum pertama kali ditujukan untuk penerbangan agar tragedi yang dialami pesawat Korean Airlines pada tahun 1983 tidak terulang kembali. Saat ini hampir semua pesawat telah menerapkan sistem GPS. Dengan GPS hampir tidak mungkin sistem navigasi membuat kesalahan dalam penentuan posisi dan arah sehingga masuk ke wilayah udara terlarang (kecuali ada kerusakan pada sistemnya).

·        Layanan Masyarakat

Di berbagai negara  GPS sudah umum dipakai oleh para petugas polisi, pemadam kebakaran, ataupun regu penyelamat sehingga apabila terjadi suatu hal yang membutuhkan penanganan yang cepat maka dapat dengan segera diketahui unit mana yang berada pada posisi terdekat dengan lokasi kejadian.

·        Komersial

Selain untuk hal yang tidak komersial seperti di atas GPS juga digunakan untuk keperluan komersial seperti jasa pengiriman barang, taksi dan jasa-jasa lainnya akan membantu untuk meningkatkan kualitas layanan dari jasa yang bersangkutan.

·      Pemetaan dan Survey

Untuk wilayah-wilayah yang belum dipetakan dengan cermat, GPS dapat membantu menentukan lokasi dengan tepat (walaupun tidak dapat menunjukkan petanya) sehingga orang-orang yang mengadakan survey tidak akan tersesat. Dengan bantuan GPS juga seseorang dapat membuat peta suatu wilayah dengan lebih mudah.

Kegunaan Lain

Sekarang ada banyak produsen penerima GPS, hampir semua produsen ponsel juga membuat sistem GPS, beberapa perusahaan lain hanya fokus pada sistem GPS seperti Magellan, Garmin, dll. Selain penerima GPS didasarkan pada perangkat keras (built-in perangkat lunak), ada juga penerima GPS berdasarkan hardware dan software.

Download GPS & Compass Presentation.pptx

About rizkykurniarubianto

nothing Impossible

Posted on Mei 4, 2011, in Uncategorized. Bookmark the permalink. 1 Komentar.

  1. Ping-balik: rizkykurniarubianto

Tinggalkan Balasan

Isikan data di bawah atau klik salah satu ikon untuk log in:

Logo WordPress.com

You are commenting using your WordPress.com account. Logout / Ubah )

Gambar Twitter

You are commenting using your Twitter account. Logout / Ubah )

Foto Facebook

You are commenting using your Facebook account. Logout / Ubah )

Foto Google+

You are commenting using your Google+ account. Logout / Ubah )

Connecting to %s

%d blogger menyukai ini: