Kita mungkin sering bertanya-tanya, apa itu satelit navigasi dan bagaimana cara bekerjanya. Selama ini kita mengenal dengan istilah GPS sebagai satelit yang digunakan sebagai untuk kepentingan navigasi. Hal ini sangat wajar karena satelit navigasi yang pertama kali mengorbit di bumi adalah satelit GPS (Global Positioning System) yang diluncurkan oleh Negara Amerika, sehingga kita sangat terbiasa menyebut GPS untuk sesuatu yang berhubungan dengan Navigasi.
Hadirnya Satelit navigasi yang terbang mengorbit mengelilingi bumi secara terus menerus, memicu pengembang aplikasi untuk memanfaatkan keajaiban teknologi ini. Satelit navigasi diibaratkan sebuah mata yang mampu melihat posisi kita di bumi dengan akurat. Sehingga lahirlah banyak aplikasi yang mengandalkan teknologi satelit navigasi, seperti Google Maps, Waze, Gojek, dll.
Lalu, apa yang disebut dengan satelit navigasi atau biasa juga disingkat dengan SATNAV, mengapa kegunaannya menjadi sangat vital di dunia pemetaan online seperti Googla Maps dan beberapa aplikasi peta online lainnya, sampai navigasi yang lebih penting seperti navigasi kapal, komunikasi bandara, navigasi militer, dan berbagai hal lainnya.
Nah, di kesempatan kali ini, kita akan membahas semua hal mengenai mesin ajaib manusia yang memungkinkan manusia memiliki mata di angkasa.
Contents
Secara umum, satelit navigasi atau yang sering disingkat dengan satnav merupakan sebuah sistem satelit konstelasi yang menyediakan penentuan posisi global secara otomatis untuk keperluan navigasi. Satnav memungkinkan untuk perangkat elektronik seperti receiver GPS yang ada pada smartphone menentukan posisi mereka, (Koordinat garis bujur, garis lintang, dan altitude atau elevasi) melalui transmisi sinyal ke satelit di angkasa.
Pada dasarnya, sistem navigasi menggunakan satelit dengan memancarkan sinyal radio dari perangkat, lalu terpancar terkirim ke satelit yang berada di luar atmosfer bumi, setelah itu, satelit akan memantulkan sinyal tersebut. Sinyal yang terpantul tersebut akan kembali ke perangkat dan diterjemahkan menjadi informasi koordinat posisi sebuah aset. Sistem ini sangat berguna untuk keperluan navigasi, dan juga pelacakan. Pelacakan bisa terjadi, jika aset yang ingin dilacak sudah dipasang oleh transmiter satelit, yang mengirimkan sinyal kepada satelit untuk mendapatkan koordinat posisi yang ingin dilacak.
Selain berguna untuk pelacakan dan navigasi, sinyal elektronik yang dikirimkan melalui satelit navigasi juga berguna sebagai informasi tambahan guna menghitung zona waktu supaya lebih presisi. 3 Fungsi ini, yang disebut sebagai Positioning, Navigation, and Timing, sering disingkat menjadi PNT dan merupakan kegunaan utama dari satelit navigasi itu sendiri.
Jadi, satelit navigasi yang diterbangkan ke luar atmosfer bumi, berfungsi sebagai pemantul sinyal radio beserta informasi yang dibawanya, yaitu koordinat lintang dan bujur. Setelah itu, perangkat seperti GPS akan menerima sinyal radio dari satelit, yang akan menentukan posisi aset di bumi dengan presisi, akurasi yang hanya berbeda beberapa meter saja.
Seperti yang sudah disebutkan diatas, satelit navigasi memiliki 3 fungsi utama, yaitu PNT atau singkatan dari Positioning, Navigation, and Timing. Positioning adalah fungsi pinpoint atau penentuan lokasi atau titik di permukaan bumi, navigation adalah fungsi navigasi untuk menentukan rute, lokasi, dan pemetaan, serta timing adalah fungsi pengaturan zona waktu.
Pada fungsi Positioning, satelit navigasi berfungsi sebagai pemberi lokasi atau penentu lokasi pada sebuah titik di bumi. Penentuan lokasi ini akan ditandai dengan berapa derajat garis bujur dan garis lintang di bumi, atau koordinat lokasi. Fungsi Positioning ini memberikan kita sebuah fitur locator yang bisa segera tahu lokasi kita dimanapun dan kapanpun.
Lalu fungsi Navigation, adalah sebuah fungsi kinerja dari satelit navigasi yang merupakan salah satu fungsi utamanya. Navigasi pada dasarnya adalah penentuan lokasi, pembuatan rute destinasi, serta pembaca arah. Dengan menggunakan satelit navigasi, kita bisa tahu lokasi pasti kita dimana, serta memberikan pembaca arah yang permanen dan pasti.
Seperti yang kita ketahui, di seluruh belahan dunia di bumi, ada zona waktu yang memisahkan tiap negara dan benua. Zona waktu ini adalah perbedaan waktu yang terjadi pada berbagai negara, semisal saat ini di Tokyo, Jepang sedang jam 5 sore, tetapi di waktu yang bersamaan, New York, di Amerika Serikat saat ini sedang jam 4 Pagi.
Perbedaan time zone ini terjadi karena bumi itu bulat, sehingga akan terjadi perbedaan siang dan malam, dimana tempat yang terkena sinar matahari akan jadi siang, dan sebaliknya tempat yang tidak terkena sinar matahari akan menjadi gelap.
Jadi, satelit navigasi juga dapat berfungsi untuk memberikan informasi akurat mengenai timezone, dan memberikan informasi yang presisi tiap saatnya. Itulah yang dinamakan fungsi timing, untuk memberikan informasi akurat mengenai perubahan, atau pengaturan timezone.
Banyak orang yang berasumsi bahwa satelit hanya berfungsi sebagai pemantul sinyal, handphone kitalah yang memancarkan sinyal gps. Asumsi ini sebenarnya keliru. Handphone kita hanya berfungsi sebagai penerima sinyal, sedangkan satelit lah yang berfungsi untuk mengirimkan sinyalnya.
Lalu jika handphone, atau perangkat GPS kita yang menerima sinyal, bagaimana cara kerja sistem satelit navigasi ini? Mengapa dengan hanya menyalakan GPS lewat handphone kita, kita akan bisa langsung tahu dimana kita berada, dan harus ke arah mana kita berjalan untuk bisa sampai ke tempat tujuan?
Di bawah ini adalah cara kerja dari satelit navigasi, bagaimana sistem navigasi yang berbasis lewat satelit ini bisa terwujud:
- Sistem navigasi satelit itu sendiri, memerlukan lebih dari 20 hingga 30 satelit untuk bisa berfungsi dengan benar. Ke-30 satelit ini meng orbit bumi dengan kecepatan, lokasi dan ketinggian yang berbeda pula. Semua satelit memiliki jam konstan yang selalu di set untuk sama persis.
- Selain itu satelit akan terus konstan mengirimkan sinyal radio elektrik. Sinyal ini berisikan informasi mengenai lokasi satelit dari bumi. Lokasi satelit sedang berada dimana, dan juga di ketinggian berapa pada saat itu.
- Perangkat penerima GPS, dimisalkan disini adalah handphone akan menerima sinyal dari berbagai satelit navigasi. Nah, perangkat itu menerima sinyal yang memiliki perbedaan waktu.
- Perangkat lalu menerjemahkan informasi tersebut menjadi lokasi akurat kita, keakuratan lokasi ini tergantung dari sinyal yang diterima, jauh tidaknya lokasi kita dengan satelit, dan banyaknya sinyal satelit yang masuk ke transmitter kita.
- Informasi yang bisa dilihat di GPS berupa garis bujur dan garis lintang, koordinat pasti lokasi kita.
Untuk lebih memudahkan penggunanya, biasanya banyak developer yang membuat aplikasi peta GPS, sebuah peta online yang memanfaatkan satelit sebagai alat navigasi dan pemetaan. Memberikan peta realtime akurat dimanapun dan kapan pun, contoh aplikasi ini adalah Google Maps.
Saat ini, bumi sudah memiliki ribuan satelit dan menjadi sebuah satellite constellation atau konstelasi satelit yang mengelilingi bumi, dengan lebar dan jangkauan 18 – 30 kali medium orbit bumi. Dengan banyaknya satelit yang mengorbit mengelilingi bumi, bumi seperti planet yang dikelilingi oleh mesin-mesin rumit di sekelilingnya.
Dalam sejarahnya, sistem radio navigasi darat merupakan sistem yang sudah tua, sudah banyak digunakan untuk berbagai keperluan navigasi, dan terutama militer. Beberapa contoh sistem navigasi radio darat yang menjadi pondasi awal dari lahirnya sistem navigasi darat adalah sistem The Decca, Gee, Loran dan Omega systems.
Cara kerja sistem navigasi radio darat ini menggunakan transmitter gelombang radio panjang yang terus mengirimkan sinyal radio elektrik yang disebut sebagai lokasi ”master” atau lokasi utama, lalu diikuti oleh sinyal radio yang berulang, yang disebut “slave”.
Jeda antara penerimaan sinyal master dan sinyal slave ini yang akan diterima oleh receiver, lalu informasi tersebut akan diolah menjadi berapa jarak dari gelombang radio itu berjalan, serta arahnya.
Sistem navigasi satelit yang pertama bernama Transit (The Navy Navigation Satellite System), sebuah sistem satnav yang di luncurkan oleh militer Amerika Serikat pada tahun 1960. Operasi transit ini berbasis pada efek doppler. Efek doppler ini adalah efek dimana satelit akan terbang melalui orbit yang sudah ditentukan pasti, jam yang sudah di setting, serta frekuensi radio yang sudah pasti.
Dengan mengukur pergeseran frekuensi yang dikirim oleh satelit, penerima sinyal bisa mengalkulasikan lokasi dari satelit tersebut, dimana lokasi satelitnya, apakah satelit itu sedang berada di dekat satelit lainnya atau tidak. Nah, sistem efek Doppler inilah yang akan menjadi basis operasi dasar dari satelit navigasi modern nantinya.
Seiring berjalannya waktu, Harold L Jury dari tim Pan American Aerospace Division di Florida, pada tahun 1970-1973 membuat kalkulasi yang membenarkan berbagai eror yang dialami oleh satelit. Eror yang disebabkan oleh gelombang pantulan radio, perubahan medan gravitasi, dan berbagai fenomena lainnya.
Harold dan timnya menghitung berbagai data, membuat estimasi, dan menganalisis eror sistemis, dan membuat sistem navigasi satelit menjadi semakin akurat dan semakin tajam.
Sistem satelit navigasi modern sekarang jauh lebih mutakhir, sekaligus lebih langsung dalam pengoperasiannya. Satelit navigasi akan broadcast atau mengirimkan data yang berisikan data orbit satelit. Dari data orbit tersebut bisa dikalkulasikan mengenai lokasi pasti sebuah satelit tersebut dan waktu yang tepat saat pengiriman sinyal itu.
Satelit navigasi menggunakan sistem jam atomik, dimana jam atomik ini akan selalu konstan, selalu tepat dan terintegrasi dengan ratusan, bahkan ribuan lebih satelit yang tersebar di seluruh dunia. Membuat sinyal satelit yang dikirimkan di berbagai belahan dunia, sama akuratnya dan presisi memberikan lokasi pasti dari kita.
Setelah penerima sinyal GPS menerima berbagai jenis data dari berbagai satelit navigasi, penerima akan mensortir, dan kalkulasikan semua data tersebut, seperti data informasi satelit, data satelit yang berbeda, dan data waktu sinyal dikirimkan.
Dari data-data tersebut, penerima sinyal bisa menentukan lokasi yang ditampilkan berdasarkan koordinat pada garis lintang utara dan lintang selatan, serta menampilkan ketinggian kita diatas permukaan laut. Dengan aplikasi, bahkan Anda bisa langsung melihat lokasi Anda dan sekeliling Anda, dipetakan dengan mudah.
Pemetaan modern menggunakan sistem satelit navigasi ini akan sangat mempermudah kehidupan dan ada berbagai hal yang bisa dilakukan oleh manusia dengan memanfaatkan sistem navigasi satelit ini.
Ketika kita membicarakan mengenai satelit navigasi, kita tidak akan bisa lepas dari sebuah teknologi yang bernama GPS. Teknologi GPS yang sudah bisa kita akses kapan pun dan dimanapun menggunakan smartphone ini adalah sebuah teknologi yang memang memanfaatkan sistem satelit ini.
Global Positioning System atau yang sering kita singkat dengan GPS merupakan salah satu sistem yang memanfaatkan teknologi satelit navigasi. Sistem GPS ini adalah sebuah sistem yang dikembangkan oleh departemen pertahanan Amerika Serikat atau US Department of Defenses.
Sistem GPS ini adalah sistem navigasi yang memanfaatkan satelit untuk mendapatkan posisi akurat suatu lokasi. Memanfaatkan informasi yang diterima dari satelit, berupa lokasi satelit, kecepatan satelit, serta waktu dikirimkannya sinyal.
GPS itu sendiri dapat menentukan suatu lokasi di bumi dengan akurat, menggabungkan acuan sistem navigasi satelit, timing, dan juga ranging, sehingga dapat digunakan untuk mengukur jarak dengan akurat di bumi, serta menentukan poin dengan ke akurasian hingga berapa meter saja.
Pada mulanya, sistem GPS ini dikembangkan untuk keperluan militer, serta keperluan pemetaan, namun seiring berjalannya teknologi, GPS itu sendiri menjadi semakin terbuka untuk sipil, dan sekarang menjadi sistem yang bisa diakses siapa pun dan kapan pun.
Cara kerja GPS itu sendiri sama persis seperti satelit navigasi, dimana satelit mengirimkan sinyal berupa koordinat pasti satelit yang mengorbit bumi, kecepatan satelit, dan waktu pasti dikirimnya sinyal.
Keunggulan dari GPS ini adalah sistem ini bisa memberikan Anda informasi mengenai lokasi, kedudukan, kecepatan, dan juga waktu yang ada dengan cepat, akurat, dan tanpa tergantung cuaca.
Di era digital ini, dengan berkembangnya teknologi satelit navigasi, serta GPS, maka muncul lah berbagai aplikasi dengan penggunaan satelit navigasi. Sebagian besar aplikasi ini bertujuan untuk navigasi, memberitahukan posisi kita, serta pemetaan. Dengan mudahnya akses digital, sekarang Anda sudah bisa mengakses teknologi satelit navigasi melalui layar smart phone Anda.
Lalu, apa saja aplikasi yang memanfaatkan teknologi satelit navigasi ini ke dalam fitur aplikasinya?
Google Maps
Siapa sih yang tidak kenal dengan aplikasi yang satu ini. Google Maps adalah aplikasi yang menjadi salah satu aplikasi Maps dan navigasi yang paling populer, dan bahkan menjadi ikon untuk setiap orang yang mencari aplikasi navigasi, dan penunjuk arah.
Bahkan ketika pertama kali kita membahas pengaplikasian satelit navigasi, mungkin Google Maps inilah yang muncul pertama kali di pikiran Anda. Google Maps yang menjadi aplikasi Maps and navigation yang paling top ini dikarenakan oleh berbagai fitur yang lengkap, map dengan update real time, dan informasi yang hampir selalu akurat di update kapan pun dan dimanapun.
Selain fitur Maps, ada juga fitur street view, dimana Anda bisa melihat lokasi yang Anda tunjuk langsung melalui Google Maps. Penggunaan street view ini adalah dengan menghubungkan pemetaan real-time Google Maps menggunakan mobil pemetaan Google, dan mengintegrasikannya dengan sistem navigasi Google Maps.
Ini memberikan kita fitur untuk bisa melihat langsung kondisi jalan, fitur yang sangat menarik dan berguna sekali. Selain itu, Google Maps juga dapat menunjukkan arah langsung, dan rute menuju destinasi wisata. Semua lengkap berkat bantuan satelit navigation yang menunjukkan, arah dan lokasi yang dituju.
Nah, aplikasi Polaris GPS Navigation ini mungkin cukup jarang terdengar oleh telinga netizen, karena mungkin kalah populer oleh Google Maps itu sendiri. Banyak yang mengira bahwa aplikasi peta hanya satu, yaitu Google Maps saja.
Namun, tak disangka-sangka, aplikasi ini adalah salah satu aplikasi dengan all-in-one fitur, fitur yang lengkap karena menyuguhkan berbagai aplikasi peta lainnya yang populer, mulai dari Google Maps, OpenStreetMaps, ada juga Cycle route Maps.
Aplikasi yang dapat Anda unduh secara gratis melalui Google Playstore ini memberikan beberapa fitur navigasi lainnya, seperti turn by turn navigations, lalu ada juga trail recording. Semua aplikasi all in one ini dapat Anda gunakan secara gratis pada aplikasi Polaris GPS Navigation.
Seperti namanya, aplikasi ini menyediakan fitur GPS, navigasi, peta, dan juga penunjuk arah. Aplikasi yang dibuat dan dikembangkan oleh AppStar Studio ini memberikan layanan lengkap semua yang Anda butuhkan dari navigasi peta dan aplikasi penunjuk arah. Selain fitur yang lengkap seperti GPS dan navigasi.
Aplikasi ini juga menyediakan fitur driver directions asisstant. Fitur ini menyediakan asisten penunjuk jalan bagi pengemudi untuk bisa menunjukkan jalan yang tepat, tanpa perlu pengemudi harus membuka peta terlebih dahulu. Tiga jenis map yang bisa Anda gunakan lewat aplikasi ini, yaitu map satelit, hybrid dan juga normal.
Geo Tracker
Aplikasi Geo tracker ini, adalah aplikasi sederhana yang memanfaatkan teknologi satelit navigasi untuk menentukan lokasi, dan tracking atau menyimpan jejak. Aplikasi ini sudah lengkap dengan menghadirkan peta, mulai dari peta jalan raya, kota besar, kota kecil, hingga pedesaan terpencil, semua sudah lengkap.
Namun ada fitur menarik lainnya dari Geo Tracker, yaitu fitur untuk merekam jejak rute yang telah Anda gunakan, setelah itu membagi dan mengirim rute jejak tersebut kepada orang lain. Nah, fitur ini sangat memudahkan bagi orang lain yang ingin Anda undang pergi ke lokasi yang sudah Anda tuju.
Terkadang, salah satu syarat untuk bisa membuka peta dan memanfaatkan fitur GPS satelit navigasi adalah dengan memiliki koneksi internet. Namun terkadang, ketika kita sedang sangat membutuhkan navigasi rute di daerah terpencil, kita tidak memiliki sinyal internet. Disitulah fitur dari Karta GPS-Offline navigation ini akan sangat membantu.
Seperti namanya, Anda tidak perlu online saat menggunakan fitur navigasi dari aplikasi ini. Anda cukup online saat mengunduh aplikasi dan data peta, setelah itu, aplikasi akan menuntun Anda ke rute yang Anda tuju. Offline map ini sangat berguna terutama ketika Anda sedang bertualang di daerah terpencil tanpa internet.
Ada ratusan satelit navigasi yang telah diluncurkan ke luar angkasa oleh umat manusia. Untuk pengelompokannya, konstelasi satelit navigasi dikelompokkan menjadi Global Navigation Satellite systems (GNSS), atau sistem satelit navigasi global. Sistem ini mengelompokkan satelit navigasi dari berbagai negara untuk beroperasi sebagai sistem navigasi global.
Yuk kita simak, Ada apa saja sistem satelit navigasi yang diluncurkan oleh berbagai negara:
GPS (Global Positioning System), Diluncurkan Oleh Amerika Serikat
GPS Pertama kali diluncurkan di tahun 1978 oleh Departemen pertahanan Amerika Serikat, dan bisa digunakan secara global di tahun 1994. GPS adalah sebuah sistem satelit navigasi yang paling besar, dan paling banyak digunakan.
Selain sebagai sistem terbesar dan paling banyak digunakan, GPS merupakan sistem satelit navigasi yang paling tua yang mempelopori teknologi navigasi satelit, dan pengembang teknologi luar angkasa manusia.
Sistem ini sudah membantu banyak sekali umat manusia mengembangkan berbagai teknologi, mulai dari teknologi Maps digital, hingga teknologi kapal ulang alik yang membawa manusia pertama terbang ke bulan.
Saat ini GPS memiliki 31 satelit di orbit yang mendukung frekuensi L1 (1575,42 MHz), L2 (1227,60 MHz) dan L5 (1176,45 MHz).
Tak mau kalah dengan Negeri paman Sam, Rusia juga meluncurkan sistem satelit navigasi yang pertama mereka di tahun 1982. Sistem GLONASS yang merupakan akronim dari Global’naya Navigastionnaya Sputnikovaya Sistema atau memiliki arti global navigation satellite system.
Sistem yang menyediakan navigasi radio sipil ini juga digunakan oleh departemen pertahanan Aerospace Russia. GLONASS sudah beroperasi sejak tahun 1982, tersedia untuk internasional di tahun 1995, dan memiliki 24 satelit.
Satelit GLONASS memancarkan sinyal pada frekuensi GLONASS L1 (1598.0625-1605.375 MHz), L2 (1242.9375-1248.625 MHz) dan L3 (1202.025 MHz).
BeiDou oleh Republik Rakyat China
Sistem satelit navigasi yang dikembangkan oleh Republik Rakyat China ini, pertama kali diluncurkan di tahun 2000. Sistem BeiDou ini adalah sistem satelit navigasi yang beroperasi statis di kawasan Asia pasifik.
Sistem yang memiliki sejumlah 16 satelit dengan 30 lebih MEO satelit sekarang sudah diupgrade menjadi sistem BeiDou 3.0, dan bisa diakses secara global pada Desember tahun 2018, lalu di tanggal 23 Juni 2020, Sistem konstelasi BeiDou 3.0 sudah lengkap, karena satelit terakhir untuk melengkapi sistem konstelasinya sudah diluncurkan.
Satelit BeiDou saat ini mengirimkan banyak sinyal, termasuk B1I (1561,098 MHz), B1C (1575,42 MHz), B2a (1175,42 MHz), B2I dan B2b (1207,14 MHz) dan B3I (1268,52 MHz).
Galileo, Satelit kepunyaan Uni Eropa
Uni Eropa, yang bekerja sama dengan European Space Agency sepakat pada Maret 2002 untuk membuat GPS milik Uni Eropa Sendiri, GPS ini singkatan dari Galileo Positioning System, berbeda dengan GPS milik Amerika Serikat. Sistem satelit navigasi Galileo ini pertama kali diluncurkan di tahun 2011. Lalu beroperasi secara penuh pada tanggal 15 Desember 2016.
Dengan estimasi biaya yaitu 10 Miliar Euro, Sistem yang terdiri dari 30 MEO satelit, dirancang untuk sudah terintegrasi dengan sistem GPS yang terbaru. Pengguna dapat menggabungkan sinyal yang diterima dari sistem Galileo, dengan sistem GPS untuk meningkatkan akurasi, kecepatan serta ketersediaan sinyal layanan sistem navigasi satelit.
Satelit ini mentransmisikan sepanjang spektrum L-Band, melabeli frekuensinya E1 (1575,42 MHz), E5 (1191,795 MHz), E5a (1176,45 MHz), E5b (1207,14 MHz) dan E6 (1278,75 MHz).
Navigation with Indian Constelation, adalah sistem navigasi satelit yang memanfaatkan sistem konstelasi satelit milik India. Indian Space Research Organization, telah meluncurkan banyak satelit sebagai salah satu projek luar angkasa milik india. Diantara konstelasi satelit India, terdapat setidaknya 7 satelit navigasi India.
Konstelasi satelit India beroperasi secara statis untuk daerah sub kontinen India dan sekitarnya, memberikan akurasi posisi dengan akurat, akurat hingga 7.6 meter, serta mencangkup lebih dari 1.500 km2 di tiap satelit navigasi dalam konstelasinya.
Selain digunakan untuk navigasi dan kepentingan publik, Sistem NavIC ini juga digunakan untuk berbagai kepentingan pemerintah, hingga militer India.
Sinyal NavIC ditransmisikan pada frekuensi GPS L5 (1176,45 MHz) serta sepanjang S-Band (2492,028 MHz)
QZSS milik Jepang
Sistem Satelit Quasi-Zenith Jepang (QZSS) dioperasikan oleh Japan Aerospace Exploration Agency (JAXA) dan pertama kali diluncurkan pada 2010. Sementara konstelasi lainnya telah menyediakan cakupan global, QZSS mempertahankan cakupan regional Asia-Oceana antara Jepang dan Australia.
Sebagai konstelasi regional, QZSS hanya memiliki empat satelit yang saat ini mengorbit, dengan rencana penambahan tiga satelit dalam beberapa tahun.
Sinyal QZSS mengirimkan pada frekuensi yang sama seperti GPS L1 (1575,42 MHz), L2 (1227,60 MHz), L5 (1176,45 MHz) serta L6 (1278,75 MHz).