Global Positioning System (GPS) untuk Pilot

Sistem penentuan posisi global, atau GPS seperti yang biasa dikenal, adalah komponen vital bagi navigasi udara modern, dan komponen yang 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 pasti pesawat, serta kecepatan, lintasan, jarak ke atau dari 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, tanpa biaya, dengan satu tangkapan: Mode khusus, yang disebut Selective Availability, akan memungkinkan untuk secara sengaja mengurangi keakuratan GPS untuk pengguna publik, hanya memesan yang paling akurat. versi GPS untuk militer.

Pada tahun 2000, di bawah pemerintahan Clinton, ketersediaan selektif dimatikan, dan akurasi yang sama yang telah diuntungkan oleh militer 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 setiap saat, minimum 24 satelit beroperasi dalam orbit yang dirancang khusus, memastikan bahwa setidaknya empat satelit terlihat pada saat yang sama dari hampir semua titik di bumi. Cakupan lengkap yang ditawarkan satelit menjadikan sistem GPS 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 mencakup 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 semua contoh pengguna akhir dalam sistem GPS. Dalam penerbangan, pengguna biasanya 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 sedang dan mengirimkan sinyal radio ke penerima di tanah.

Stasiun bumi menggunakan sinyal untuk melacak dan memantau satelit, dan stasiun ini menyediakan data master control station (MCS). MCS kemudian memberikan data posisi yang tepat ke satelit.

Penerima di pesawat terbang 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 pandangan dan operasional, data lokasi tiga dimensi dapat diperoleh.

Kesalahan GPS

Gangguan ionosfer: sinyal dari satelit sebenarnya melambat saat melewati atmosfer Bumi. Teknologi GPS memperhitungkan 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: Penghitungan orbit mungkin tidak akurat, menyebabkan ambiguitas dalam menentukan lokasi pasti satelit.
• Kesalahan posisi: Sinyal GPS dapat memantul pada 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, medan padat, dan bawah tanah.

Penggunaan Praktis GPS

GPS banyak digunakan dalam 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 kegunaan yang bermanfaat untuk GPS.

Dari navigasi dasar dan data posisi hingga kecepatan udara, pelacakan, dan lokasi bandara, GPS adalah alat yang berharga bagi para penerbang.

Unit GPS yang diinstalasi dapat disetujui untuk digunakan dalam 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 menjadi cadangan bermanfaat untuk kegagalan instrumen, serta alat yang berharga untuk menjaga kesadaran situasional dalam situasi apa pun.

Pilot terbang VFR juga menggunakan GPS sebagai alat navigasi dan cadangan untuk pilotage tradisional dan teknik perhitungan mati.

Semua pilot dapat menghargai data GPS dalam situasi darurat, karena database akan memungkinkan mereka untuk mencari bandara terdekat, menghitung waktu dalam perjalanan, bahan bakar di kapal, waktu matahari terbenam dan matahari terbit, dan banyak lagi.

Baru-baru ini, FAA telah memungkinkan prosedur WAAS GPS untuk pendekatan, memperkenalkan pendekatan presisi baru untuk pilot dalam bentuk pendekatan Localizer Performance with Vertical Guidance (LPV). Ini adalah pendekatan presisi yang akan memungkinkan sistem ruang udara nasional menjadi jauh lebih efisien dan membantu memenuhi kebutuhan sistem ruang udara nasional di masa depan.