SATELIT MENURUT ORBITNYA

Banyak satelit dikategorikan atas ketinggian orbitnya, meskipun sebuah satelit bisa mengorbit dengan ketinggian berapa pun.

• Orbit Rendah (Low Earth Orbit, LEO): 300 – 1500km di atas permukaan bumi , dan waktu yang diperlukan satelite ini untuk mengelilingi bumi adalah 1x dalam 1,5 jam. Orbit ini di gunakan penerbangan antariksa berawak antara lain misi Appolo, roket, Mercury, roket X-15, danpesawat ulang alik SpaceShipOne.
• Orbit Menengah (Medium Earth Orbit, MEO): 1500 – 36000 km. waktu untuk mengelilingi bumi antara 5-12 jam dan hanya dapat dilihat antara 2-4 jam/hari.
• HEO (High Earth Orbit/Highly Elliptical Orbit)
  High Earth Orbit (orbit tinggi) merupakan orbit yang ada di atas orbit geo-sinkronus (di atas 35786 km) Orbit ini biasanya sangt terpengaruh oleh bentuk bumi yang membuncit di bagian ekuator, serta oleh gaya tarik antara matahari dan bulan. Orbit HEO sangat di sukai untuk alat-alat pengukuran magnetosfer dan observatorium luar angkasa. Satelit yang pernah berada di orit ini antara lain satelit militer Molniya 1-01 milik Rusia dan satelit navigasi Vela milik Amerika. 
• Geosynchronous Satelite
  Satelite ini mengorbit bumi diatas garis Khatulistiwa dengan ketinggian 36.000 km dari bumi.Satelite yang mempunyai ketinggian seperti ini lintasannya akan mengelilingi bumi dengan waktu 24 jam, maka satelite ini akan selalu tampak diam terhadap suatu permukaan bumi.Satelite ini paling menguntungkan dan paling banyak dipakai.Biaya untuk mengontrol satelite ini juga rendah dikarenakan satelite ini bisa terlihat 24 jam dari bumi.  Satelit yang banyak di tempatkan di sini adalah satelit komunikasi dan cuaca.
• Orbit Polar
  Orbit Polar mengelilingi bumi melewati kutub dan berbentuk lingkaran. Satelit di orbit ini di gunakan untuk keperluan navigasi, cuaca, dan pengamatan sumber-sumber daya alam. 
• Orbit Matahari
  Satelit buatan ada juga yang di tempatkan di orbit planet lain atau di orbit heliosenrtik (mengelilingi matahari). Satelit buatan yang di tempatkan di orbit matahari biasanya satelit sains. Misalnya wahana Deep Impact milik Amerika Serikat yang bertugas mengamati komet 9P/Tempel 1, juga wahana Stardust untuk emmpelajari komet Wild 2. Wahana lain yang masih aktif di orbit matahari antara lain Rosetta(Eropa) dan Nozomi (Jepang)

HUKUM KEPLER

Karya Kepler sebagian dihasilkan dari data-data hasil pengamatan yang dikumpulkan Ticho Brahe mengenai posisi planet-planet dalam geraknya di luar angkasa. Hukum ini telah dicetuskan Kepler setengah abad sebelum Newton mengajukan ketiga Hukum-nya tentang gerak dan hukum gravitasi universal. Di antara hasil karya Kepler, terdapat tiga penemuan yang sekarang kita kenal sebagai Hukum Kepler mengenai gerak planet.

1. Hukum I : Setiap planet bergerak dengan lintasan elips, matahari berada disalah satu fokusnya. Jadi, hukum Kepler pertama secara akurat menjabarkan orbit sebuah planet mengelilingi matahari. 
2. Hukum II :Luas daerah yang disapu pada selang waktu yang sama akan selalu sama. Bahwa Planet bergerak lebih cepat didekat matahari dan lambat dijarak yang jauh. Sehingga jumlah area adalah sama pada jangka waktu tertentu.
3. Hukum III : “Perioda kuadrat suatu planet berbanding dengan pangkat tiga jarak rata-ratanya dari matahari”. dimana P adalah periode orbit planet dan a adalah axis semimajor orbitnya. Kuadrat waktu yang diperlukan oleh planet untuk menyelesaikan satu kali orbit sebanding dengan pangkat tiga jarak rata-rata planet-planet tersebut dari matahari.

GLOBAL POSITIONING SYSTEM (GPS)

SEJARAH GPS

GPS (Global Positioning System) merupakan sistem navigasi satelit yang dikembangkan oleh Departemen Pertahanan Amerika Serikat (US DoD = United States Department of Defense). GPS memungkinkan kita mengetahui posisi geografis kita (lintang, bujur, dan ketinggian di atas permukaan laut). Jadi dimanapun kita berada di muka bumi ini, kita dapat mengetahui posisi kita dengan tepat. Sistem navigasi GPS dengan menggunakan satelit pertama kali diluncurkan oleh angkatan laut Amerika Serikat pada tahun 1960. Nama satelitnya: Transit, terdiri dari 5 konstelasi satelit. Sebelumnya GPS hanya digunakan untuk kepentingan militer Amerika Serikat dibawah Departemen Pertahanannya. Baru pada tahun 1978 kalangan non-militer dapat memanfaatkan kegunaan dari alat ini. Akan tetapi saat itu baru pada tingkat korporat, dimana penggunaannya terutama di dunia penerbangan, pembuatan peta, survey dan keperluan ilmiah lainnya. Dengan kejadian tertembaknya pesawat Korean Airlines di tahun 1983 oleh Uni-Soviet maka presiden Amerika Serikat waktu itu, Ronald Reagan, memerintahkan penggunaan sistem GPS untuk kalangan awam secara gratis. Jadi sejak saat itu industri telekomunikasi memanfaatkan fasilitas ini sebaik mungkin dengan membuat alat navigasi dan bisa dijual bebas secara langsung.

Hingga Maret 2008, sudah ada 31 satelit yang aktif mendukung sistem GPS yang mengorbit mengelilingi bumi kita. Kumpulan satelit-satelit itu diberi nama NAVSTAR-GPS. Pengelolaan penggunaan sistem satelit GPS ini dipegang oleh Angkatan Udara Amerika Serikat. Selain NAVSTAR-GPS, juga ada konstelasi satelit lain milik negara-negara tertentu seperti GALILEO milik negara-negara Eropa, COMPASS milik Cina, GLONASS milik Rusia dan IRNSS milik India.

Mengapa harus ada banyak satelit ?

Satu buah satelit yang mengitari bumi pada ketinggian 20.000 km hanya dapat meng-cover seper lima dari permukaan bumi.Dengan jumlah 31 satelit yang mengitari bumi paling tidak ada 8 hingga 12 satelit yang dapat mengirim sinyal secara bersamaan ke satu titik di bumi. Semakin banyak sinyal yang diterima oleh receiver GPS di bumi semakin akurat data dan informasi yang tersaji. Karena semua sinyal yang diterima itu saling mengoreksi satu sama lain yaitu dengan cara menghitung posisi satelit, selisih sudut dan waktu pengirimannya.

Untuk menginformasikan posisi user, 24 satelit GPS yang ada di orbit sekitar 12,000 mil di atas kita. Bergerak konstan bergerak mengelilingi bumi 12 jam dengan kecepatan 7,000 mil per jam. Satelit GPS berkekuatan energi sinar matahari, mempunyai baterai cadangan untuk menjaga agar tetap berjalan pada saat gerhana matahari atau pada saat tidak ada energi matahari. Roket penguat kecil pada masing-masing satelit agar dapat mengorbit tepat pada tempatnya.

Satelit GPS adalah milik Departemen Pertahanan (Department of Defense) Amerika, adapun hal-hal lainnya:

• Nama satelit adalah NAVSTAR
• GPS satelit pertama kali adalah tahun 1978
• Mulai ada 24 satelit dari tahun 1994
• Satelit di ganti tiap 10 tahun sekali
• GPS satelit beratnya kira-kira 2,000 pounds
• Kekuatan transmiter hanya 50 watts atau kurang

PRINSIP DASAR GPS

GPS terdiri dari 3 segmen: Segmen angkasa, kontrol/pengendali, dan pengguna:

1. Segmen angkasa: terdiri dari 24 satelit yang beroperasi dalam 6 orbit pada ketinggian 20.200 km dan inklinasi 55 derajat dengan periode 12 jam (satelit akan kembali ke titik yang sama dalam 12 jam). Satelit tersebut memutari orbitnya sehingga minimal ada 6 satelit yang dapat dipantau pada titik manapun di bumi ini. Satelit tersebut mengirimkan posisi dan waktu kepada pengguna seluruh dunia.
2. Segmen Kontrol/Pengendali: terdapat pusat pengendali utama yang terdapat di Colorodo Springs, dan 5 stasiun pemantau lainnya dan 3 antena yang tersebar di bumi ini. Stasiun pemantau memantau semua satelit GOS dan mengumpulkan informasinya. Stasiun pemantau kemudian mengirimkan informasi tersebut kepada pusat pengendali utama yang kemudian melakukan perhitungan dan pengecekan orbit satelit. Informasi tersebut kemudian dikoreksi dan dilakukan pemuktahiran dan dikirim ke satelit GPS.
3. Segmen Pengguna: Pada sisi pengguna dibutuhkan penerima GPS (selanjutnya kita sebut perangkat GPS)yang biasanya terdiri dari penerima, prosesor, dan antena, sehingga memungkinkan kita dimanapun kita berada di muka bumi ini (tanah, laut, dan udara) dapat menerima sinyal dari satelit GPS dan kemudian menghitung posisi, kecepatan dan waktu.

KEGUNAAN POKOK GPS RECEIVER

• Menentukan kecepatan kapal relatif terhadap suatu titik di darat atau “speed overground” (s.o.g.)
• Menentukan arah gerakan kapal relatif terhadap suatu titik tertentu di darat atau “course over ground” (c.o.g.)
• Menentukan jarak tempuh kapal dengan kecepatan tetap atau berubah-ubah dalam interval waktu tertentu.
• Menentukan perkiraan waktu tiba di pelabuhan tujuan (Estimated Time of Arrival = ETA)
• Menentukan sisa waktu yang harus ditempuh hingga tempat tujuan (Estimated Time of Enroute = ETE).
• Menentukan “cross track error” (XTE), jarak dari suatu titik tertentu dari arah garis pelayaran yang telah ditentukan hingga posisi yang sebenarnya karena terjadinya penyimpangan arah garis pelayaran setelah berlayar selama waktu tertentu.
• Menentukan way-point, menyimpan posisi tertentu yang sangat penting dalam memory, yang dapat digunan untuk titik referensi untuk mengubah arah pelayaran, sebagai peringatan posisi bahaya navigasi, lokasi untuk labuh jangkar dan lain-lainnya.   
• Membuat bagan panduan bernavigasi menuju way-point tertentu untuk dilakukan homing. Terdapat dua jenis bagan untuk homing, yang disebut “highway page” dan “compass page”. Disamping kedua bagan tersebut pada layar terdapat data sebagi berikut :
  - Baringan kearah way-point yang dituju
  - Jarak yang harus ditempuh
  - Kecepatan kapal (s.o.g.)
  -Waktu yang masih harus ditempuh (ETE)
• Menentukan jejak pelayaran dalam bentuk peta (map-page). Dengan skala yang dapat dipilih menurut sekala yang tersedia dalam program. Pada peta tersebu terdapat data/gambar
    – Posisi-posisi dan arah garis pelayaran(c.o.g.) yang sudah dilayari.
    – Posisi akhir menuju way-point berikutnya
    – Arah garis pelayaran menuju way-point berikutnya
    -.Kecepatan menuju way point tersebut, dan lain-lain 

PENENTUAN POSISI DENGAN GPS 

Pada dasarnya penentuan posisi dengan GPS adalah pengukuran jarak secara bersama sama ke beberapa satellit (yang koordinanya telah di ketahui) sekaligus.untuk menentukan koordinat suatu titik dibumi Receiver, setidaknya membutuhkan 4 Satellit yang dapat ditangkap sinyalnya dengan baik. Secara default posisi atau koordinat yang diperoleh bereferensi ke global Datum yaitu World Geodetic System 1984 atau di singkat WGS’84.

Secara garis besar penentuan posisi dengan GPS ini dibagi menjadi 2 Metode yaitu Metode Absolut dan Metode Relatif :

Metode Absolut atau dikenal juga sebagai point positioning, menentukan posisi hanya berdasarkan pada satu pesawat penerima (receiver) saja. Ketelitian posisi dalam beberapa meter (tidak berketelitian tinggi) dan umumnya hanya diperuntukkan bagi keperluan NAVIGASI.

Metode Relatif atau disebut dengan Differensial positioning, menentukan posisi menggunakan lebih dari satu buah receiver, satu GPS dipasang pada lokasi tertentu di muka bumi dan secara terus menerus menerima sinyal dari satellit dalam jangka waktu tertentu dijadikan sebagai referensi bagi yang lainnya. Metode ini menghasilkan posisi berketelitian tinggi (umumnya kurang dari satu meter) dan diaplikasikan untuk keperluan survey GEODETIC.ataupun pemetaan yang memerlukan ketelitian tinggi.

KESALAHAN DALAM PENENTUAN POSISI 

Beberapa kesalahan dalam penentuan posisi dengan metode absolut ini antara lain disebabkan oleh : efek multifath,efek selective availability (SA), maupun kesalahan atas ketidaksinkronan antara peta kerja dan setting yang dilakukan pada saat penggunaan GPS. 

Multifath adalah fenomena dimana sinyal satelit tiba di antenna receiver melalui dua atau lebih lintasan berbeda. Hal ini biasa terjadi jikalau kita melakukan pengukuran dekat dengan benda reflektif seperti dibawah kawat yang bertegangan tinggi, didekat pulau dll. Untuk mengatasinya : Hindari pengambilan dekat dengan benda-benda reflektif dan lakukan pengambilan secara berulang-ulang dan diambil rata-ratanya.

SA  adalah teknik pemfilteran yang diaplikasikan untuk memproteksi ketelitian tinggi GPS bagi khalayak umum dengan cara mengacak sinyal-sinyal dari satelit terutama yang berhubungan dengan informasi waktu. Koreksinya hanya dapat dilakukan oleh pengelola GPS ataupun pihak militer Amerika saja. SA merupakan sumber kesalahan paling besar bagi penentuan posisi dengan metode absolut. Namun dengan menerapkan metode relatif (differential Positioning) kesalahan tersebut dapat dikurangi.

Ketidak akuratan posis karena setting GPS yang tidak pas ini hanya dapat diatasi dengan menge-set parameter GPS saat dipakai sesuai dengan parameter kerja yang dipergunakan. Hal tersebut biasanya terkait dengan system proyeksi dan koordinat, serta Datum Yang dipergunakan dalam peta kerja.

SEKILAS TENTANG SYSTEM KOORDINAT 

Pengenalan tentang system koordianat sangat penting agar dapat menggunakan GPS secara optimum. Ada dua klasifikasi tentang system koordinat yang dipakai oleh GPS maupun dalam pemetaan yaitu: system koordinat Globar (GEOGRAFI) dan system koordinat di dalam bidang proyeksi :

Koordinat GEOGRAFI di ukur dalam lintang dan bujur dalam besaran derajad desimal, derajad menit desimal, atau derajad menit detik. Lintang diukur terhadap equator sebagai titik Nol (0° sampai 90° positif kearah utara dan 0° samapai 90° negatif ke arah selatan). Bujur diukur berdasarkan titik Nol di Greenwich  0°sampai 180° kearah timur dan 0° samapai 180° kearah barat.

Koordinat didalam bidang proyeksi tertentu. Umumnya berkait erat dengan system proyeksinya,walaupun adakalanya digunakan Koordinat GEOGRAFI dalam bidang proyeksinya. Membicarakan system koordinat dalam bidang proyeksi tidak terlepas dari DATUM. Datum yang umum digunakan dalam perpetaan yaitu DATUM HORIZONTAL dan DATUM VERTICAL.

ISTILAH – ISTILAH DALAM GPS 

• Lock On Road Adalah : Fasilitas ini memungkinkan map pointer akan selalu berada tepat pada suatu jalur meskipun kenyataannya pengguna berpindah tempat dalam batas toleransi jarak tertentu. 
• Map Orientation Adalah : Atribut ini memungkin untuk menset tampilan peta di GPS, dimana bila mode: North Up Bagian atas peta yang ditampilkan adalah identik dengan kutub Utara bumi, sehingga apabila kita melakukan perjalanan maka yang berubah adalah sudut map pointer.
• Track Up : Bagian atas peta searah dengan apa yang ada di depan pengguna. Pergerakan yang terjadi akan mengakibatkan peta yang ada pada GPS device akan berubah/berputar arah.
• Point Of Interest (POI) Adalah : Objek/tempat-tempat menarik (POI: Point Of Interest) adalah fasilitas yang di berikan Garmin untuk menandai sekaligus mengelompokkan suatu lokasi, sehingga mempermudah dalam proses pencariannya.
• Routing Adalah : Pengguna diberi kemudahan dalam menentukan jalur yang akan ditempuh untuk mencapai tujuan tertentu. Terdapat tiga tipe pencarian jalur yakni: Short distance (jarak tempuh terdekat) Faster Time (waktu tempuh tercepat) Off Road (abaikan jalan yang ada, tarik garis lurus dari tempat berada ke tempat tujuan).
• Tracklog Interval Adalah : berguna untuk menandai perjalanan yang telah dilalui, sehingga apabila diperlukan pengguna bisa balik ke jalur semula dengan menelusuri kembali jejak track yang telah terbentuk. 
• Waypoint Adalah : bisa diartikan sebagai penanda sementara terhadap suatu posisi dan setiap GPS device memiliki total jumlah waypoint yang berbeda-beda.