9.2 - Sistem Penentu Sejagat (Global Positioning System, GPS)

Sistem Penentu Sejagat (Global Positioning System, GPS) ialah suatu sistem navigasi yang memberi maklumat tentang lokasi dan masa kepada penggunanya dalam semua keadaan cuaca.

Bagaimana GPS Berfungsi

GPS terdiri daripada tiga segmen:

1. Segmen kawalan
2. Segmen angkasa
3. Segmen pengguna

Segmen Kawalan

Segmen kawalan terdiri daripada:

• stesen kawalan utama;
• stesen kawalan utama alternatif;
• antena arahan dan kawalan;
• stesen pengawasan.

Aliran maklumat:

1. Stesen pengawasan menerima isyarat daripada satelit GPS.
2. Isyarat dihantar ke stesen kawalan utama.
3. Stesen kawalan utama menjanakan mesej navigasi di Bumi.
4. Antena Bumi menghantar maklumat kepada satelit GPS, termasuk:
   • posisi satelit GPS;
   • faktor pembetulan waktu pada jam satelit GPS;
   • data atmosfera;
   • almanak.

Segmen Angkasa

• GPS terdiri daripada suatu rangkaian satelit.
• Satelit GPS mengorbit Bumi pada ketinggian orbit $20000\text{km}$.
• Orbit ini lazimnya dikenali sebagai orbit separuh segerak Bumi (semi-synchronous Earth orbit).
• Tempoh orbit ialah lebih kurang 12 jam.
• Sekurang-kurangnya empat buah satelit GPS dapat dilihat pada sudut $15^{\circ }$ atau lebih daripada paksi ufuk pada setiap masa dari semua lokasi di Bumi.
• Maklumat yang dihantar daripada satelit GPS kepada alat penerima GPS termasuk:
  • posisi satelit GPS;
  • masa isyarat dihantar.

Segmen Pengguna

• Pengguna GPS ialah sesiapa sahaja yang menggunakan alat penerima GPS, seperti telefon pintar.
• Alat penerima menggunakan maklumat daripada satelit GPS untuk menentukan lokasi dan masa.

Sistem Koordinat GPS

Lokasi sesuatu tempat dapat ditulis dalam dua format:

Format	Bentuk
Darjah, minit dan saat (DMS)	Latitud dan longitud dinyatakan menggunakan ${}^{\circ }$, ${}^{\prime }$ dan ${}^{\prime \prime }$
Darjah desimal (DD)	Latitud dan longitud dinyatakan sebagai nilai perpuluhan

Arah dan Tanda Nilai

Kedudukan	DMS	DD
Latitud di hemisfera utara	N	Positif
Latitud di hemisfera selatan	S	Negatif
Longitud ke timur Garisan Greenwich	E	Positif
Longitud ke barat Garisan Greenwich	W	Negatif

Arah Timur dan Barat dalam koordinat format DMS adalah berdasarkan Garisan Greenwich.

Contoh Koordinat

Planetarium Negara, Kuala Lumpur

• DMS: $3^{\circ }08^{\prime }22.04^{\prime \prime }\text{N},101^{\circ }41^{\prime }22.53^{\prime \prime }\text{E}$
• DD: $3.139456,101.689593$

Copacabana, Rio de Janeiro

• DMS: $22^{\circ }58^{\prime }14.60^{\prime \prime }\text{S},43^{\circ }10^{\prime }56.51^{\prime \prime }\text{W}$
• DD: $-22.970722,-43.182365$

Mengaplikasikan Koordinat GPS untuk Navigasi

Aktiviti 9.8 — Navigasi di dalam Kawasan Sekolah

1. Jalankan aktiviti di kawasan terbuka, seperti padang sekolah, supaya alat penerima GPS dapat menerima isyarat satelit dengan jelas.
2. Tandakan lima lokasi dengan jarak minimum $10\text{m}$ antara lokasi.
3. Gunakan alat penerima GPS, seperti telefon pintar, untuk menentukan koordinat setiap lokasi.
4. Rekodkan setiap koordinat dalam kedua-dua format DMS dan DD.
5. Gunakan koordinat untuk bergerak dari satu lokasi ke lokasi yang lain.

Kegunaan GPS

• GPS digunakan untuk tujuan navigasi dalam pengangkutan darat, laut, udara dan angkasa lepas.
• Aplikasi navigasi yang menggunakan koordinat GPS termasuk Google Maps dan Waze.
• Penjejak GPS kereta ialah satu lagi aplikasi GPS.
• Pemberitahuan kemalangan jalan raya dalam aplikasi navigasi membantu pengguna jalan raya:
  • mengurangkan kelajuan dan lebih berwaspada terhadap kemungkinan halangan;
  • memilih laluan alternatif untuk mengelakkan kesesakan lalu lintas.