Terakhir kali Anda menggunakan ponsel agar Google Maps menunjukkan lokasi persis Anda^{(Google Maps pinpoint your exact location)} di peta, pernahkah Anda berhenti dan bertanya-tanya bagaimana GPS bekerja dengan sangat akurat?

Sistem Pemosisian Global^{(Global Positioning System)} ( GPS ) sebenarnya diluncurkan oleh Departemen^{(U.S. Department)} Pertahanan AS^(Defense) pada tahun 1973 (dikenal sebagai NAVSTAR ). Pada tahun 1993, ada 24 satelit GPS yang mengorbit Bumi dan menyiarkan data orbital dan posisi yang dapat digunakan militer untuk navigasi dan keperluan militer lainnya. Hari ini, pada tulisan ini, 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 kita miliki saat ini. 

Pada penulisan artikel ini, Rusia^(Russia) , Cina^(China) , Eropa^(Europe) , dan India semuanya memiliki sistem GPS aktif mereka sendiri . Jepang^(Japan) sedang mengembangkan sistem GPS sendiri yang dijadwalkan akan beroperasi pada tahun 2023.

Bagaimana GPS Bekerja?^{(How Does GPS Work?)}

Sementara teknologi satelit GPS didasarkan pada sangat maju, cara sistem beroperasi sangat sederhana.

Ada tiga komponen untuk setiap sistem navigasi GPS individu.^(GPS)

• Satelit^(Satellites) : Satelit GPS mengorbit Bumi^(Earth) dan mengirimkan waktu dan posisi orbitnya saat ini ke semua penerima GPS di sisi planet mereka.
• Pusat Komando^{(Command Center)} : Pusat komando mentransmisikan data orbit, koreksi waktu, dan posisi orbit satelit lain hingga satelit yang berada di orbit.
• Penerima GPS^{(GPS Receivers)} : Penerima GPS di Bumi^(Earth) menerima waktu orbit dari sebanyak mungkin satelit dalam jangkauan, dan menghitung posisinya sendiri di Bumi^(Earth) berdasarkan posisi setidaknya empat satelit GPS .

Penerima GPS^(GPS) menggunakan prinsip matematika yang dikenal sebagai triangulasi untuk menghitung lokasinya sendiri. 

Bagaimana Triangulasi GPS Bekerja^{(How Does GPS Triangulation Work)}

Dari titik mana pun di planet ini, jika Anda memegang penerima GPS (seperti yang ada di telepon Anda), penerima GPS menerima stempel waktu dari jam yang disinkronkan di setiap satelit GPS di atas kepala.^(GPS)

Dengan menggunakan perbedaan stempel waktu, dan kecepatan cahaya yang konstan di mana gelombang radio merambat, penerima GPS dapat menentukan jarak antara tempat Anda berdiri dengan setiap satelit.

Ini memberi penerima GPS radius bola dengan satelit di tengah, dan lokasi Anda di tepi bola.

Karena setiap satelit bergerak dalam orbit yang dapat diprediksi di atas bumi, penerima dapat menggunakan almanak tersimpan dari posisi semua satelit GPS yang diketahui saat ini untuk menentukan di mana, kira-kira, satelit-satelit tersebut saat ini berada di atas bumi.

Dengan posisi masing-masing satelit yang diketahui, dan jarak terukur antara satelit-satelit itu dan posisi Anda, penerima GPS Anda dapat menghitung perkiraan lokasi Anda dengan menentukan di mana perpotongan ketiga bola itu bertemu di permukaan Bumi^(Earth) .

Penerima kemudian menampilkan lokasi itu kepada Anda di peta.

Tiga satelit memberikan 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 Sensor GPS Ponsel Anda Bekerja^{(How Your Phone GPS Sensor Works)}

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 sinkron dengan jam atom satelit di orbit. Namun, ini tidak masalah ketika menghitung lokasi menggunakan sinyal dari satelit tersebut.

Ini karena penerima GPS ponsel Anda berfokus pada data yang diterimanya dari satelit, dan basis data lokasi satelit yang diketahui di atas Bumi^(Earth) . Karena semua satelit memiliki jam atom, waktu saat ini di setiap satelit persis sama pada saat tertentu.

Namun, karena jarak dari satelit, dan fakta bahwa sinyal radio bergerak dengan kecepatan cahaya, perbedaan antara setiap stempel waktu yang diterima menunjukkan jarak antara ponsel Anda dan masing-masing satelit.

Berikut cara kerja proses GPS ini:

• Keempat satelit mengirimkan stempel waktu yang sama persis ke ponsel Anda pada pukul 17:12:14.
• Ponsel Anda menerima stempel waktu tersebut pada pukul 5:12:15 dari satelit 1.
• Ia menerima stempel waktu pada 5:12:16 dari satelit 2.
• Akhirnya, pada 5:12:17, ia menerima stempel waktu dari satelit 3.

Ini memberitahu penerima GPS Anda bahwa butuh 1 detik untuk sinyal radio mencapainya dari satelit 1, 2 detik dari satelit 2, dan 3 detik dari satelit 3.

Kecepatan cahaya adalah konstanta yang diketahui 299.792.458 meter per detik.

Menggunakan matematika sederhana, penerima dapat 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)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 sendiri koordinat bujur dan lintang^{(your own longitude and latitude coordinates)} di Bumi.

Dengan menggunakan koordinat yang diketahui, penerima GPS Anda kemudian dapat menggunakan jarak yang diukur antara satelit itu sendiri dan satelit keempat untuk menentukan ketinggian di atas Bumi^(Earth) tempat Anda berada.

Apa itu Sistem Pemosisian Global Berbantuan?^{(What Is An Assisted Global Positioning System?)}

Sebelum smartphone mulai mengintegrasikan sirkuit GPS , orang biasanya akan menggunakan penerima ^(GPS)GPS genggam yang menggunakan baterai AA. Atau mereka akan memasang unit GPS di mobil, yang terhubung ke baterai telepon.

Hal ini dikarenakan komunikasi radio membutuhkan daya yang lebih besar. Batasannya adalah Anda sering harus menunggu beberapa menit agar penerima GPS Anda "mengunci" cukup banyak satelit GPS untuk menghitung posisi Anda.

Pabrikan smartphone mengatasi keterbatasan baterai ini dengan menggabungkan teknologi triangulasi seluler yang ada. Jauh^(Long) sebelum ponsel mengaktifkan GPS , mereka dapat menggunakan sinyal yang datang dari menara ponsel untuk mengukur posisi Anda, menggunakan jenis stempel waktu triangulasi dan teknologi jarak yang sama seperti satelit  GPS .

Sayangnya, karena menara ponsel berada di permukaan tanah, perhitungan navigasi ini jauh kurang akurat. Jadi perangkat lunak GPS ponsel cerdas Anda pertama-tama akan menggunakan triangulasi sinyal seluler untuk menentukan perkiraan posisi Anda, dan kemudian memperbarui posisi itu setelah data GPS satelit siap.

Hal ini memungkinkan smartphone modern untuk mencadangkan daya baterai hanya dengan menggunakan data GPS saat pembaruan lokasi tersebut diperlukan. Inilah sebabnya mengapa Anda mungkin sering melihat lokasi Anda^{(see your location)} di Google Maps sesekali melompat ke lokasi baru saat data yang lebih akurat tersedia.

HDG Explains : How Does GPS Work?

The last time you usеd your phone to have Google Maps pinpoint your exact location on a map, did you ever stop and wonder how does GPS work so accurately?

The Global Positioning System (GPS) system was actually launched by the U.S. Department of Defense in 1973 (known as NAVSTAR). By 1993, there were 24 GPS satellites orbiting the Earth and broadcasting orbital and positional data that the military could use for navigational and other military purposes. Today, as of this writing, there are 28.

In the 1980s, data transmitted from GPS satellites were opened up to the public, which opened up an entire market for the wide assortment of GPS navigation devices we have today. 

As of the writing of this article, Russia, China, Europe, and India all have their own active GPS systems. Japan is developing its own GPS system slated to be operational in 2023.

How Does GPS Work?

While the satellite technology GPS is based on is very advanced, the way the system operates is impressively simple.

There are three components to any individual GPS navigational system.

• Satellites: GPS satellites orbit the Earth and transmit their current time and orbital position to all GPS receivers on their side of the planet.
• Command Center: The command center transmits orbital data, time corrections, and the orbital position of other satellites up to the satellites in orbit.
• GPS Receivers: A GPS receiver on Earth receives orbital times from as many satellites within range, and calculates its own position on Earth based on the positions of at least four GPS satellites.

GPS receivers utilize a mathematical principle known as triangulation to calculate its own location. 

How Does GPS Triangulation Work

From any point on the planet, if you’re holding a GPS receiver (like the one in your phone), a GPS receiver receives time stamps from the synchronized clocks on each of the GPS satellites overhead.

Using the differences in timestamps, and the constant speed of light at which radio waves travel, the GPS receiver can determine the distance between where you’re standing to each satellite.

This provides the GPS receiver with the radius of the spheres with the satellites at the center, and your location at the edge of the sphere.

Since each satellite travels in a predictable orbit over the earth, the receiver can use a stored almanac of the current known position of all GPS satellites to determine where, approximately, those satellites are currently located over the earth.

With the known position of each satellite, and the measured distance between those satellites and your position, your GPS receive is able to calculate your approximate location by determining where the intersection of those three spheres come together on the surface of the Earth.

The receiver then displays that location to you on a map.

Three satellites provide a rough location, and GPS receivers require a fourth signal from another GPS satellite to determine your current altitude on the Earth’s surface using another mathematical principle known as trilateration.

How Your Phone GPS Sensor Works

Most modern smartphones today come equipped with a GPS receiver chip. This chip can receive the radio signals from GPS satellites.

Your phone’s clock is not an atomic clock, so its time isn’t synced with the atomic clocks of the satellites in orbit. However, this doesn’t matter when it comes to calculating location using signals from those satellites.

This is because your phone’s GPS receiver is focusing on the data it receives from the satellites, and a database of known satellite locations over the Earth. Since all of the satellites do have an atomic clock, the current time on each satellite is exactly the same at any given moment.

However, due to distance from the satellite, and the fact that the radio signals travel at the speed of light, the differences between each received timestamp reveals the distance between your phone and each of the satellites.

Here’s how this GPS process works:

• All four satellites transmit the same exact timestamp to your phone at 5:12:14 PM.
• Your phone receives that timestamp at 5:12:15 from satellite 1.
• It receives the timestamp at 5:12:16 from satellite 2.
• Finally, at 5:12:17, it receives the timestamp from satellite 3.

This tells your GPS receiver that it took 1 second for the radio signal to reach it from satellite 1, 2 seconds from satellite 2, and 3 seconds from satellite 3.

The speed of light is a known constant of 299,792,458 meters per second.

Using simple math, the receiver can calculate that its distance is roughly 300 thousand meters from satellite 1, 600 thousand meters from satellite 2, and 900 thousand meters from satellite 3.

Using a lookup table from a GPS satellite database, your phone’s GPS receiver knows the approximate current location over the earth of all three satellites, which provides longitude and latitude coordinates of all three. 

With that information, your phone is able to calculate your own longitude and latitude coordinates on the Earth.

Using your known coordinates, your GPS receiver can then use the distance measured between itself and a fourth satellite to determine what altitude above the Earth you’re located.

What Is An Assisted Global Positioning System?

Before smartphones started integrating GPS circuitry, people typically would use handheld GPS receivers that ran off AA batteries. Or they would install GPS units in cars, which ran connected to the phone’s battery.

This was because radio communication requires more power. The limitation of this is that you often had to wait several minutes for your GPS receiver to “lock onto” enough GPS satellites to calculate your position.

Smartphone manufacturers got around this battery limitation by combining its existing technology of cellular triangulation. Long before phones were GPS enabled, they could use signals coming from cellphone towers to triangulate your position, using the same sort of triangulation timestamp and distance technology as with GPS satellites. 

Unfortunately, because cell phone towers are at ground level, this navigational calculation is far less accurate. So your smartphone GPS software will first use cell signal triangulation to determine your approximate position, and then update that position once satellite GPS data is ready.

This allows modern smartphones to reserve battery power by only using GPS data when those location updates are required. This is why you may often see your location on Google Maps occasionally jump to a new location when more accurate data is available.

Related posts

• HDG Menjelaskan: Bagaimana Cara Kerja Pencetakan 3D?

• HDG Menjelaskan: Apa itu CAPTCHA & Bagaimana Cara Kerjanya?

• HDG Menjelaskan: Bagaimana Augmented Reality Bekerja?

• HDG Menjelaskan : Apa Itu SFTP & FTP?

• HDG Menjelaskan : Apa itu Server Komputer?

• HDG Menjelaskan : Apa Itu Mode Pesawat Di Smartphone Atau Tablet Anda?

• HDG Menjelaskan: Apa Itu RFID & Untuk Apa Digunakan?

• Peretasan Topi Hitam, Putih & Abu-abu Ditetapkan

• Cara Menghapus Virus Shortcut di USB menggunakan CMD

• HDG Menjelaskan : Apa itu SQL, T-SQL, MSSQL, PL/SQL, dan MySQL?

• HDG Menjelaskan: Apa Itu Basis Data Blockchain?

• HDG Menjelaskan: Apa itu Penurunan Harga dan Apa Dasar-dasar yang Harus Saya Ketahui?

• Mengapa Sebagian Besar Ponsel Baru Melepaskan Jack Headphone

• Waktu Terbaik untuk Membeli Komputer untuk Penawaran Luar Biasa

• Acara dan Film Terbaik di Apple TV Plus Saat Ini

• Ambil Kunci Keamanan Jaringan Nirkabel Anda di Windows

• 5 Hal Keren yang Dapat Anda Lakukan Dengan RAM Lama

• HDG Menjelaskan: Apa itu BIOS?

• HDG Menjelaskan: Apa itu Thunderbolt?

• HDG Menjelaskan: Bagaimana Cara Kerja Google Chromecast?