GPS (Global Positioning System) atau kadang juga dikenal sebagai Navstar, adalah sistem satelit navigasi global (GNSS) yang menyediakan informasi lokasi dan waktu di semua kondisi cuaca, di mana saja pada atau dekat Bumi di mana ada garis terhalang dari pandangan empat atau lebih satelit GPS.
Sistem GPS beroperasi secara independen dari setiap telepon atau penerimaan internet, meskipun teknologi ini dapat meningkatkan kegunaan dari informasi posisi GPS. Sistem GPS menyediakan kemampuan penting dalam pemosisian untuk militer, sipil, dan penggunaan komersial terhadap pengguna diseluruh dunia.
Pemerintah Amerika Serikat menciptakan sistem, mempertahankannya, dan membuatnya dapat diakses secara bebas kepada siapa pun dengan menggunakan alat yang bisa menerima GPS. Amerika Serikat pada awalnya memulai proyek GPS pada tahun 1973 untuk mengatasi keterbatasan sistem navigasi, mengintegrasikan ideide dari yang sebelumnya, termasuk sejumlah studi desain teknik rahasia dari tahun 1960an.
The US Department of Defense (DoD) mengembangkan sebuah sistem yang pada awalnya digunakan pada 24 satelit. Sistem ini beroperasi penuh pada tahun 1995. Roger L. Easton, Ivan A. Mendapatkan... dan Bradford Parkinson dari Laboratorium Fisika Terapan dikaitkan dengan penemuan itu.
Kemajuan teknologi dan tuntutan baru pada sistem yang ada sekarang telah menyebabkan upaya untuk memodernisasi GPS dan melaksanakan generasi baru GPS Blok IIIA satelit dan generasi Pengendalian Operasional Sistem (OCX). Pengumuman dari Wakil Presiden Al Gore dan Gedung putih pada tahun 1998 memprakarsai perubahan ini. Pada tahun 2000, Kongres AS yang berwenang dalam upaya modernisasi, GPS III.
Selain GPS, ada juga sistem lain yang digunakan atau masih dalam pengembangan yang kemampuannya juga tak kalah hebat. Sistem itu adalah Rusia Global Navigation Satellite System (GLONASS) dikembangkan serentak dengan GPS, tapi mengalami masalah cakupan dari dunia sampai pertengahan 2000an.
Sejarah GPS
Sebagian desain GPS didasarkan pada sistem serupa tanah berbasis yang navigasi-radio, seperti Loran dan Decca Navigator. GPS dikembangkan pada awal 1940an dan digunakan oleh Angkatan Laut Kerajaan Inggris selama Perang Dunia II.
Pada tahun 1956, fisikawan JermanAmerika Friedwardt Winterberg, mengusulkan untuk melakukan uji relativitas umum dengan tujuan untuk mendeteksi waktu melambat dalam gravitasi lapangan yang kuat menggunakan jam atom akurat yang ditempatkan di orbit dalam satelit buatan.
Relativitas khusus dan umum memprediksi bahwa jam di satelit GPS akan dilihat oleh pengamat bumi untuk menjalankan 38 mikrodetik lebih cepat per hari dari jam di Bumi.
Posisi GPS dihitung akan cepat hanyut ke dalam kesalahan, mengumpulkan 10 kilometer per hari. Pengaruh waktu relativistik dari jam GPS berjalan lebih cepat dari jam di bumi dikoreksi dalam desain GPS.
Pendahulu
Pada tahun 1957, Uni Soviet meluncurkan satelit buatan manusia pertama yang bernama Sputnik 1. Dua fisikawan Amerika, William Guier dan George Weiffenbach, di Johns Hopkins Applied Physics Laboratory (APL), memutuskan untuk memantau transmisi radio Sputnik.
Dalam beberapa jam mereka menyadari bahwa, karena efek Doppler, mereka bisa menentukan di mana satelit itu sepanjang orbitnya. Direktur APL memberikan mereka akses ke mereka UNIVAC guna melakukan perhitungan berat yang diperlukan.
Musim semi berikutnya, Frank McClure, wakil direktur APL, meminta Guier dan Weiffenbach untuk menyelidiki masalah inversi penentuan lokasi pengguna, mengingat bahwa satelit. (Pada saat itu, Angkatan Laut telah mengembangkan kapal selam Polaris rudal, yang mengharuskan mereka untuk mengetahui lokasi kapal selam.) Hal ini menyebabkan mereka dan APL untuk mengembangkan sistem TRANSIT. Pada tahun 1959, ARPA (berganti nama menjadi DARPA pada tahun 1972) juga memainkan peran dalam tRANSIT.
Sistem navigasi satelit pertama, TRANSIT, digunakan oleh Angkatan Laut Amerika Serikat, pertama kali berhasil diuji pada tahun 1960. Ini memanfaatkan konstelasi lima satelit dan dapat memberikan navigasi memperbaiki sekitar sekali per jam.
Pada tahun 1967, Angkatan Laut Amerika Serikat mengembangkan Timation satelit yang membuktikan kemampuan untuk menempatkan jam di ruang akurat, sebuah teknologi yang dibutuhkan oleh GPS. Pada 1970an, sistem navigasi OMEGA yang berbasis darat, berdasarkan fase perbandingan transmisi sinyal dari pasang stasiun, menjadi sistem navigasi radio pertama di seluruh dunia.
Keterbatasan sistem ini mendorong kebutuhan untuk solusi navigasi yang lebih universal dengan akurasi yang lebih besar. Sementara ada kebutuhan yang luas untuk navigasi yang akurat di sektor militer dan sipil, hampir tidak satupun dari mereka terlihat sebagai pembenaran bagi miliaran dolar itu akan biaya dalam penelitian, pengembangan, penyebaran, dan operasi untuk konstelasi satelit navigasi.
Selama Perang Dingin, ancaman nuklir untuk keberadaan Amerika Serikat adalah salah satu kebutuhan yang tidak membenarkan biaya ini dalam pandangan Kongres Amerika Serikat. Hal inilah yang membuat pengembangan GPS jadi didanai. Ini juga merupakan alasan untuk kerahasiaan yang ultra pada waktu itu.
The triad nuklir terdiri dari Angkatan Laut Amerika Serikat ini kapal selam rudal balistik (SLBM) bersama dengan Angkatan Udara Amerika Serikat (USAF) pembom strategis dan rudal balistik antarbenua (ICBM). Hal ini dianggap penting untuk pencegahan nuklir postur, penentuan akurat posisi peluncuran SLBM adalah kekuatan pengganda.
Navigasi yang tepat akan memungkinkan Amerika Serikat kapal selam rudal balistik untuk mendapatkan memperbaiki akurat posisi mereka sebelum mereka meluncurkan SLBM mereka. The USAF, dengan dua pertiga dari triad nuklir, juga memiliki persyaratan untuk sistem navigasi yang lebih akurat dan dapat diandalkan.
Angkatan Laut dan Angkatan Udara sedang mengembangkan teknologi mereka sendiri secara paralel untuk memecahkan apa yang pada dasarnya masalah yang sama. Untuk meningkatkan survivability ICBM, ada usulan untuk menggunakan platform mobile peluncuran (seperti Rusia SS- 24 dan SS25) dan sehingga kebutuhan untuk memperbaiki posisi peluncuran memiliki kesamaan dengan situasi SLBM.
Pada tahun 1960, Angkatan Udara mengajukan sistem navigasi radio yang disebut MOSAIC (sistem selular untuk Akurat ICBM Control) yang pada dasarnya merupakan 3D LORAN. Sebuah tindak lanjut studi, Project 57, yang bekerja pada tahun 1963 dan itu "dalam penelitian ini bahwa konsep GPS lahir."
Pada tahun yang sama, konsep itu dikejar sebagai Project 621B, yang memiliki "banyak atribut yang sekarang Anda lihat di GPS" dan berjanji meningkatkan akurasi untuk pembom Angkatan Udara serta ICBM. Update dari sistem TRANSIT Angkatan Laut terlalu lambat untuk kecepatan tinggi Angkatan Udara operasi.
Naval Research Laboratory terus kemajuan dengan Timation mereka (Waktu Navigasi) satelit, pertama kali diluncurkan pada tahun 1967, dan dengan sepertiga pada tahun 1974 membawa jam atom pertama ke orbit. Pendahulunya lain yang penting untuk GPS datang dari cabang yang berbeda dari militer Amerika Serikat.
Pada tahun 1964, Angkatan Darat Amerika Serikat mengorbit Fisik Sequential pertama dari Range (Secor) satelit digunakan untuk survei geodesi. Sistem Secor termasuk tiga pemancar berbasis darat dari lokasi diketahui bahwa akan mengirim sinyal ke transponder satelit di orbit.
Sebuah stasiun berbasis darat keempat, di posisi yang belum ditentukan, maka bisa menggunakan sinyal tersebut untuk memperbaiki lokasi tepatnya. Satelit Secor terakhir diluncurkan pada tahun 1969. Puluhan tahun kemudian, pada tahuntahun awal GPS, survei sipil menjadi salah satu bidang pertama yang memanfaatkan teknologi baru, karena surveyor bisa meraup keuntungan dari sinyal dari GPS konstelasi tahun kurang lengkap sebelum dinyatakan operasional.
GPS dapat dianggap sebagai evolusi dari sistem Secor mana pemancar berbasis darat telah bermigrasi ke orbit. Pengembangan Dengan perkembangan paralel pada tahun 1960, disadari bahwa sistem unggul dapat dikembangkan oleh sintesis teknologi yang terbaik dari 621B, Transit, Timation, dan Secor dalam program multi layanan.
Selama akhir pekan Hari Buruh pada tahun 1973, pertemuan sekitar dua belas perwira militer di Pentagon membahas penciptaan Pertahanan Navigasi Satelit Sistem (DNSS) . Itu pada pertemuan ini bahwa sintesis nyata yang menjadi GPS telah dibuat. Belakangan tahun itu, program DNSS bernama Navstar , atau Sistem Navigasi Menggunakan Waktu dan Mulai.
Dengan satelit individu dikaitkan dengan nama Navstar (seperti dengan pendahulunya Transit dan Timation),
nama lebih lengkap meliputi digunakan untuk mengidentifikasi konstelasi satelit Navstar, NavstarGPS. Sepuluh " Blok I " satelit prototipe diluncurkan antara tahun 1978 dan 1985 (dengan satu prototipe yang hancur dalam kegagalan peluncuran).
Setelah Korean Air Lines Penerbangan 007 , sebuah Boeing 747 yang membawa 269 orang, ditembak jatuh pada tahun 1983 setelah berkeliaran ke Uni Soviet wilayah udara dilarang, di sekitar Sakhalin dan Moneron Kepulauan, Presiden Ronald Reagan mengeluarkan direktifmembuat GPS bebas tersedia untuk penggunaan sipil, setelah itu cukup berkembang, sebagai kepentingan umum. satelit Blok II pertama diluncurkan pada tanggal 14 Februari 1989, dan satelit 24 diluncurkan pada tahun 1994.
Biaya Program GPS pada saat ini, tidak termasuk biaya peralatan pengguna, tetapi termasuk biaya peluncuran satelit, telah diperkirakan sekitar USD $ 5000000000 (kemudian tahun dolar). Roger L. Easton secara luas dikreditkan sebagai penemu utama GPS. Awalnya, kualitas sinyal tertinggi disediakan untuk penggunaan militer, dan sinyal tersedia untuk penggunaan sipil sengaja terdegradasi ( Ketersediaan Selektif). Hal ini berubah dengan Presiden Bill Clinton menandatangani direktif kebijakan pada tahun 1996 untuk mematikan Ketersediaan Selektif Mei 2000 untuk memberikan presisi yang sama untuk warga sipil yang diberikan kepada militer.
Direktifdiusulkan oleh Menteri Pertahanan AS, William Perry , karena pertumbuhan luas GPS diferensial layanan untuk meningkatkan akurasi sipil dan menghilangkan keuntungan militer AS. Selain itu, militer AS secara aktif mengembangkan teknologi untuk menolak layanan GPS untuk musuh potensial secara regional.
Sejak penyebaran nya, AS telah menerapkan beberapa perbaikan untuk layanan GPS termasuk sinyal baru untuk penggunaan sipil dan meningkatkan akurasi dan integritas untuk semua pengguna, sambil mempertahankan kompatibilitas dengan peralatan GPS yang ada. Modernisasi sistem satelit telah menjadi inisiatifyang sedang berlangsung oleh Departemen Pertahanan AS melalui serangkaian akuisisi satelit untuk memenuhi pertumbuhan kebutuhan militer, sipil, dan pasar komersial.
Pada awal 2015, berkualitas tinggi, FAA kelas, Standard Positioning Service (SPS) penerima GPS memberikan akurasi horizontal yang lebih baik dari 3,5 meter, meskipun banyak faktor seperti kualitas penerima dan masalah atmosfer dapat mempengaruhi akurasi ini.
GPS dimiliki dan dioperasikan oleh Pemerintah Amerika Serikat sebagai sumber daya nasional. Departemen Pertahanan adalah pelayan GPS. Antar GPS Executive Board (IGEB) mengawasi masalah kebijakan GPS dari tahun 1996 sampai 2004. Setelah itu National SpaceBased Positioning, Navigation dan Timing Komite Eksekutifdidirikan oleh direktif presiden pada tahun 2004 untuk memberikan nasihat dan mengkoordinasikan departemen dan badanbadan federal pada hal-hal mengenai GPS dan sistem yang terkait.
Komite eksekutif diketuai bersama oleh wakil sekretaris pertahanan dan transportasi. Keanggotaannya meliputi pejabat setara tingkat dari departemen negara, perdagangan, dan keamanan tanah air, para kepala stafgabungan, dan NASA. Komponen kantor eksekutifpresiden berpartisipasi sebagai pengamat untuk komite eksekutif, dan ketua FCC berpartisipasi sebagai penghubung.
The US Department ofDefense diwajibkan oleh hukum untuk "mempertahankan Standard Positioning Service (sebagaimana didefinisikan dalam rencana navigasi radio federal dan sinyal spesifikasi layanan posisi standar) yang akan tersedia pada terus menerus, dasar di seluruh dunia," dan "mengembangkan langkahlangkah untuk mencegah penggunaan bermusuhan dari GPS dan augmentations tanpa terlalu mengganggu atau penggunaan sipil merendahkan. "
Timeline dan modernisasi
Pada tahun 1972, Fasilitas USAF Central Inertial Bimbingan Test (Holloman AFB), dilakukan tes penerbangan perkembangan dua prototipe penerima GPS lebih White Sands Missile Range , menggunakan tanah berbasis pseudosatelit.
Pada tahun 1978, eksperimental satelit BlockI GPS pertama diluncurkan. Pada tahun 1983, setelah Soviet pesawat pencegat menembak jatuh pesawat sipil KAL 007 yang menyimpang ke wilayah udara dilarang karena kesalahan navigasi, menewaskan semua 269 orang di dalamnya, Presiden AS Ronald Reagan mengumumkan bahwa GPS akan dibuat tersedia untuk penggunaan sipil setelah selesai,
meskipun sebelumnya telah diterbitkan [di majalah Navigasi] bahwa kode CA (Kasar kode Akuisisi) akan tersedia
0 Comments
EmoticonEmoticon