Sistem penentuan posisi global, atau GPS seperti yang umumnya dikenal, merupakan komponen vital untuk navigasi udara modern, dan komponen tak ternilai dari program NextGen FAA.
Data GPS memungkinkan pilot untuk mendapatkan data lokasi tiga dimensi atau empat dimensi yang tepat. Sistem GPS menggunakan triangulasi untuk menentukan lokasi pesawat yang tepat, serta kecepatan, lintasan, jarak ke atau dari pos-pos pemeriksaan, dan waktu.
Sejarah GPS
Militer Amerika Serikat pertama kali menggunakan GPS sebagai alat navigasi pada 1970-an. Pada 1980-an, pemerintah AS membuat GPS tersedia untuk masyarakat umum, gratis, dengan satu tangkapan: Sebuah mode khusus, yang disebut Ketersediaan Selektif, akan diaktifkan untuk secara sengaja mengurangi akurasi GPS untuk pengguna publik, hanya menyimpan yang paling akurat versi GPS untuk militer.
Pada tahun 2000, di bawah pemerintahan Clinton, ketersediaan selektif dimatikan, dan akurasi yang sama yang diperoleh oleh militer telah tersedia bagi masyarakat umum.
Komponen GPS
Sistem GPS memiliki tiga komponen: Segmen ruang, segmen kontrol, dan segmen pengguna.
Komponen ruang terdiri dari sekitar 31 satelit GPS. Angkatan Udara Amerika Serikat mengoperasikan 31 satelit ini, ditambah tiga hingga empat satelit yang dinonaktifkan yang dapat diaktifkan kembali jika diperlukan. Pada saat tertentu, minimal 24 satelit beroperasi dalam orbit yang dirancang khusus, memastikan bahwa setidaknya empat satelit terlihat pada saat yang bersamaan dari hampir semua titik di bumi.
Cakupan lengkap yang ditawarkan satelit membuat sistem GPS menjadi sistem navigasi paling andal dalam penerbangan modern.
Segmen kontrol terdiri dari serangkaian stasiun bumi yang digunakan untuk menafsirkan dan menyampaikan sinyal satelit ke berbagai penerima. Stasiun darat termasuk stasiun kontrol master, stasiun kontrol master alternatif, 12 antena ground dan 16 stasiun pemantauan.
Segmen pengguna sistem GPS melibatkan berbagai penerima dari semua jenis industri yang berbeda. Keamanan nasional, pertanian, ruang, survei, dan pemetaan adalah contoh pengguna akhir dalam sistem GPS. Dalam dunia penerbangan, pengguna biasanya adalah pilot, yang melihat data GPS yang dipajang di kokpit pesawat.
Bagaimana itu bekerja
Satelit GPS mengorbit sekitar 12.000 mil di atas kita, dan menyelesaikan satu orbit setiap 12 jam. Mereka bertenaga surya, terbang di orbit Bumi menengah dan mengirimkan sinyal radio ke penerima di tanah.
Stasiun-stasiun tanah menggunakan sinyal-sinyal untuk melacak dan memantau satelit, dan stasiun-stasiun ini menyediakan stasiun pengendali induk (MCS) dengan data. MCS kemudian memberikan data posisi yang tepat ke satelit.
Penerima di pesawat menerima data waktu dari jam atom satelit. Ini membandingkan waktu yang diperlukan untuk sinyal untuk pergi dari satelit ke penerima, dan menghitung jarak berdasarkan waktu yang sangat akurat dan spesifik. Penerima GPS menggunakan triangulasi - berasal dari tiga satelit - untuk menentukan lokasi dua dimensi yang tepat. Dengan setidaknya empat satelit dalam tampilan dan operasional, data lokasi tiga dimensi dapat diperoleh.
Galat GPS
Gangguan Ionosfer: sinyal dari satelit benar-benar melambat ketika melewati atmosfer Bumi.
Akun teknologi GPS untuk kesalahan ini dengan mengambil waktu rata-rata, yang berarti kesalahan masih ada tetapi terbatas.
- Kesalahan jam: Jam pada penerima GPS mungkin tidak seakurat jam atom pada satelit GPS, menciptakan masalah akurasi yang sangat sedikit.
- Kesalahan orbital: Perhitungan orbit dapat menjadi tidak akurat, menyebabkan ambiguitas dalam menentukan lokasi tepat satelit.
- Kesalahan posisi: Sinyal GPS dapat memantul dari bangunan, medan, dan bahkan gangguan listrik dapat terjadi. Sinyal GPS hanya tersedia ketika penerima dapat "melihat" satelit, yang berarti data akan hilang atau tidak akurat di antara gedung-gedung tinggi, dataran padat, dan bawah tanah.
Penggunaan Praktis GPS
GPS banyak digunakan di dunia penerbangan saat ini sebagai sumber navigasi area . Hampir setiap pesawat yang dibangun hari ini dilengkapi dengan unit GPS yang dipasang sebagai peralatan standar.
Penerbangan umum, penerbangan bisnis, dan penerbangan komersial semuanya telah menemukan penggunaan yang berharga untuk GPS.
Dari navigasi dasar dan data posisi ke kecepatan udara, pelacakan dan lokasi bandara, GPS adalah alat yang berharga untuk penerbang.
Unit GPS yang terpasang dapat disetujui untuk digunakan di IMC dan untuk penerbangan IFR lainnya. Pilot instrumen menemukan GPS sangat membantu dalam menjaga kesadaran situasional dan prosedur pendekatan instrumen terbang. Unit genggam, meskipun tidak disetujui untuk penggunaan IFR, dapat membantu cadangan kegagalan instrumen, serta alat yang berharga untuk menjaga kesadaran situasional dalam situasi apa pun.
Pilot terbang VFR juga menggunakan GPS sebagai alat navigasi dan back-up untuk teknik pilotage tradisional dan dead reckoning.
Semua pilot dapat menghargai data GPS dalam situasi darurat, karena database akan memungkinkan mereka untuk mencari bandara terdekat, menghitung waktu perjalanan, bahan bakar di kapal, waktu matahari terbenam dan matahari terbit, dan masih banyak lagi.
Baru-baru ini, FAA telah mengaktifkan prosedur GPS WAAS untuk pendekatan, memperkenalkan pendekatan presisi baru untuk pilot dalam bentuk pendekatan Localizer Performance dengan Vertical Guidance (LPV) . Ini adalah pendekatan presisi yang akan memungkinkan sistem udara nasional menjadi jauh lebih efisien dan membantu dalam memenuhi kebutuhan sistem ruang udara nasional di masa depan.