NAVIGASI MAKALAH. Disusun sebagai Tugas Besar pada Mata Kuliah Pengantar Teknologi Telematika. oleh: Yunila Rahmi

Transkripsi

1 NAVIGASI MAKALAH Disusun sebagai Tugas Besar pada Mata Kuliah Pengantar Teknologi Telematika oleh: Yunila Rahmi PROGRAM STUDI TEKNIK TELEKOMUNIKASI SEKOLAH TINGGI TEKNOLOGI TELEMATIKA TELKOM PURWOKERTO 2015

2 1. Latar Belakang Masalah Teknologi adalah sarana untuk menyediakan segala kebutuhan manusia dengan tujuan mempermudah dan mempernyaman kehidupan manusia. Kemajuan teknologi sekarang sudah jauh lebih pesat dari masa-masa sebelumnya. Teknologi yang diterapkan telah mempengaruhi gaya hidup dan pola pikir masyarakat jaman sekarang sehingga mempengaruhi kehidupan sosial mereka. Semakin canggih teknologi, maka semakin banyak kejanggalan yang timbul di masyarakat. Meski begitu, bukan berarti perkembangan teknologi tidak mempunyai pengaruh baik. Ada banyak sekali hal positif yang bermanfaat bagi kehidupan manusia, salah satunya perkembangan untuk bidang navigasi. Navigasi berasal dari bahasa Yunani yang terdiri dari kata navis yang artinya perahu atau kapal dan agake yang artinya mengarahkan, secara harafiah artinya mengarahkan sebuah kapal dalam pelayaran. Dari waktu ke waktu seiring dengan perkembangan jaman kata navigasi tidak lagi hanya digunakan dalam dunia maritime tetapi sering juga digunakan di daratan dan udara. Navigasi adalah cara menentukan posisi dan arah perjalanan baik di medan sebenarnya maupun pada peta [1]. Sejak dulu manusia sudah mengenal alat navigasi untuk bepergian. Dimulai dengan hal sederhana seperti memanfaatkan benda alam seperti gunung, pohon dan sungai sampai pada teknologi navigasi yang paling baru yang masih dikembangkan yaitu eloran. 2. Permasalahan Sejak dahulu kala manusia telah melakukan apa yang namanya navigasi dan pemetaan. Melalui petualang di laut, para pelaut telah berlayar dari satu tempat ke tempat lainnya dengan mengandalkan pengetahuan alam sebagai penuntun arah perjalanan dan menceritakan perjalanan mereka dalam sebuah tulisan tangan ataupun menggambarkannya. Bukti lainnya, banyak goa pada dindingnya memiliki artefak berupa gambar suatu lokasi tertentu, menurut para ahli gambar-gambar tersebut ada yang berumur ribuan tahun lamanya dan gambar itu dibuat dengan tujuan untuk memberitahukan kepada orang lain tentang apa yang telah mereka lewati atau pun tentang sesuatu yang penting disuatu tempat. Ilmu tentang navigasi sedikit banyak perlu dipelajari karena navigasi ini sering kita gunakan dalam kehidupan sehari-hari. Ketika kita akan mengunjungi rumah sahabat atau keluarga di suatu tempat, tanpa disadari kita telah melakukan navigasi. Demikian juga, ketika kita menunjukkan keberadaan atau lokasi seseorang atau suatu tempat kepada orang lain dengan menggambarkannya baik itu secara lisan maupun tulisan maka kita telah memetakan suatu lokasi. Pengetahuan navigasi dan pemetaan akan memudahkan ketika kita melakukan perjalan yang jauh ke tempat yang belum kita kenali sebelumnya. Selain itu navigasi juga dapat membantu kita jika suatu waktu berada dalam situasi sulit

3 seperti terjebak di alam bebas. Jika kita memahami dasar navigasi maka kita bisa mengetahui keadaan medan yang akan dihadapi, posisi di alam bebas dan menentukan arah serta tujuan perjalanan di alam bebas. Mempelajari ilmu navigasi lebih jauh dapat berguna dalam hal kemasyarakatan seperti dalam memprediksi tingkat kepadatan penduduk, digunakan oleh tim SAR untuk mencari korban, menjadi bagian dari olahraga yaitu orienterring, dan menjadi pengetahuan wajib bagi anggota TNI [2]. 3. Kajian Teori Navigasi sudah dikenal manusia sejak jaman dulu. Dulu sekali manusia menggunakan benda-benda alam seperti gunung, pohon dan sungai sebagai petunjuk perjalanan. Namun cara ini dianggap tidak efektif jika digunakan untuk perjalanan jauh [3]. Kemudian digunakan metode ilmiah dari India dan Mesir pada 4000 tahun sebelum masehi. Metode yang digunakan ialah dengan dead reckoning dan navigasi bintang yang dikombinasikan dengan parameter lain seperti arus, kedalaman, angin, dan posisi matahari. Pada saat yang hampir bersamaan, bangsa Cina kuno menemukan sebuah alat dengan komponen batu panah penunjuk yang merupakan pointer magnetik yang menunjukkan arah utara, alat ini dikemudian hari dikenal dengan nama kompas. Sekarang kompas terbagi menjadi 2 jenis yaitu kompas analog dan kompas digital. Kompas analog adalah kompas yang biasa kita lihat sehari misalnya kompas yang dipakai saat pramuka sedangkan kompas digital adalah kompas yang sudah didigitalisasi untuk melengkapi kebutuhan robotika dan komputerisasi. Di abad ke-1 masehi, penemuan tentang alat navigasi tetap berlanjut. Diawali dengan penemuan Astrolabe. Astrolabe adalah perkakas astronomi kuno yang terdiri atas lempengan 360 derajat yang mengambarkan posisi benda langit dengan skala tertentu. Dalam penggunaannya diperlukan pengetahuan tentang dasar matematika. Kekurangannya adalah arah garis longitude (garis yang melintang antara kutub timur dan kutub barat hanya dapat diprediksi, belum dapat ditentukan dengan tepat. Gambar 2.1 Astrolabe [3]

4 Pada tahun 1420 navigasi ditetapkan menjadi ilmu pengetahuan. Heinrich The Sailor, anggota keluarga kerajaan Portugis, berkontribusi dalam pendirian Escola Nautica. Sekolah pelaut pertama di Eropa. Kemudian pada tahun 1731 John Hadley asal Inggris, menemukan Octant yang merupakan penerus langsung Sextant. Sextant adalah instrumen navigasi yang mempnyai busur 60 derajat untuk mengukur ketinggian bintang dan benda langit serta dapat difungsikan untuk mengukur posisi kapal sehingga banyak digunakan oleh pelaut. Dengan sextant dan octant, penentuan garis latitude dapat diprediksi beberapa kilometer lebih akurat. Gambar 2.2 Sextant Gambar 2.3 Cara kerja sextant

5 Pada tahun 1735 ditemukannya Chronometer oleh John Harrison dari Inggris, ia membuat satu dari empat jam dengan keakuratan tinggi yang menampilkan waktu Home Port dan dapat menentukan garis Latitude melalui perbedaan waktu. Gambar 2.4 Chronometer Pada tahun 1877 seorang fisikawan asal Inggris yang bernama William Thomson membuat kompas yang bisa diterima oleh semua negara. Definisi kompas adalah alat navigasi berupa panah penunjuk yang merupakan pointer magnetik yang menunjukkan arah utara. Kompas masih banyak digunakan pada jaman sekarang oleh para pedagang maritim. Kompas sekarang dibedakan menjadi dua yaitu kompas analog dan kompas digital. Kompas analog adalah kompas yang biasa kita lihat sehari misalnya kompas yang dipakai saat pramuka sedangkan kompas digital adalah kompas yang sudah didigitalisasi untuk melengkapi kebutuhan robotika dan komputerisasi. Pada tahun 1941 peneliti asal Jerman, Siegefried Reisch, mengembangkan prinsip Inertial Navigation yang menghitung perubahan lokasi relatif berdasarkan akselerasi. Gambar 2.5 Cara kerja Inertial Navigation [4]

6 Pada tahun 1978 satelit GPS pertama dimulai, Departemen Pertahanan AS memulai proyek NAVSTAR untuk keperluan militer yang merupakan cikal bakal dari GPS (Global Positioning System). GPS ini akhirnya digunakan juga untuk sipil pada sejak tahun Analisis dan Opini Navigasi mempunyai peran penting bagi kehidupan manusia khusunya dalam hal bepergian jarak jauh. Karena itu navigasi banyak digunakan pada bidang pelayaran dan penerbangan. Meski begitu bukan berarti perjalanan darat tidak memanfaatkan teknologi navigasi. Pada perjalanan darat yang populer digunakan adalah GPS. GPS merupakan singkatan dari Global Positioning System, sistem navigasi berbasis satelit yang mempunyai 24 jaringan satelit di orbit. GPS dapat bekerja 24 jam penuh tanpa terganggu cuaca atau apapun. Setiap daerah dibumi akan dijangkau oleh 3 atau 4 satelit. Satelit GPS berputar mengelilingi bumi dalam 12 jam sehari dan mengirimkan informasi yang akurat. GPS reciever mengambil informasi itu dengan menggunakan perhitungan triangulation yaitu menghitung lokasi user dengan tepat lalu membandingkan waktu sinyal dikirim dengan waktu sinyal tersebut diterima kemudian menampilkannya didalam aplikasi seperti Maps. Sebuah GPS reciever harus mengunci sinyal minimal tiga satelit untuk memenghitung posisi 2D (latitude dan longitude) dari pergerakan user (tracking). Jika GPS reciever dapat menerima empat atau lebih satelit, maka hal itu dapat menghitung posisi 3D (latitude, longitude dan altitude). Jika sudah dapat menentukan posisi user, selanjutnya GPS dapat menghitung informasi lain, seperti kecepatan, arah yang dituju, jalur, tujuan perjalanan, jarak tujuan, matahari terbit dan matahari terbenam dan masih banyak lagi [5]. Pada bidang pelayaran ada banyak alat navigasi yang digunakan nahkoda untuk mengemudikan kapal seperti peta, kompas, GPS, radar, telegraph, EPIRB, marine VHF radio, dan sonar. Kompas dan GPS sudah dijelaskan di atas, jadi selanjutnya adalah radar. Radar sangat bermanfaat dalam navigasi kapal laut dan kapal terbang modern sekarang dilengkapi dengan radar untuk mendeteksi kapal/pesawat lain, cuaca/ awan yang dihadapi di depan sehingga bisa menghindar dari bahaya yang ada di depan pesawat/kapal. Radar (dalam bahasa Inggris merupakan singkatan dari radio detection and ranging, yang berarti deteksi dan penjarakan radio) adalah sistem yang digunakan untuk mendeteksi, mengukur jarak dan membuat map benda-benda seperti pesawat dan hujan. Istilah radar pertama kali digunakan pada tahun 1941, menggantikan istilah dari singkatan Inggris RDF (Radio Directon Finding). Gelombang radio kuat dikirim dan sebuah penerima mendengar gema yang kembali. Dengan menganalisa sinyal yang dipantulkan, pemantul gema dapat ditentukan lokasinya dan kadang-kadang

7 ditentukan jenisnya. Walaupun sinyal yang diterima kecil, tapi radio sinyal dapat dengan mudah dideteksi dan diperkuat. Gelombang radio radar dapat diproduksi dengan kekuatan yang diinginkan, dan mendeteksi gelombang yang lemah, dan kemudian diamplifikasi (diperkuat) beberapa kali. Oleh karena itu radar digunakan untuk mendeteksi objek jarak jauh yang tidak dapat dideteksi oleh suara atau cahaya. Penggunaan radar sangat luas, alat ini bisa digunakan di bidang meteorologi, pengaturan lalu lintas udara, deteksi kecepatan oleh polisi, dan terutama oleh militer. Selanjutnya marine VHF radio Marine VHF radio merupakan alat komunikasi kapal yang dipasang untuk memenuhi tujuan komunikasi kapal yaitu memanggil tim penyelamat dan berkomunikasi dengan pelabuhan, kunci, bridges and marines, dan marine vhf radio beroperasi di rentang frekuensi VHF, antara MHz. Walaupun secara luas alat komunikasi kapal marine vhf radio digunakan untuk menghindari tabrakan, satu set marine vhf radio adalah gabungan pemancar dan penerima dan hanya beroperasi pada standar, frekuensi internasional dikenal sebagai salurannya. Channel 16 (156.8 MHz) adalah panggilan internasional. Marine VHF radio kebanyakan menggunakan "simplex" transmisi, dimana komunikasi hanya dapat terjadi dalam satu arah pada satu waktu. Sebuah tombol transmisi pada set atau mikrofon menentukan apakah itu beroperasi sebagai pemancar atau penerima. Mayoritas saluran, bagaimanapun, adalah sisihkan untuk transmisi "duplex" saluran di mana komunikasi dapat berlangsung dalam dua arah secara bersamaan. Setiap saluran dupleks memiliki dua penetapan frekuensi. Hal ini terutama karena, pada hari-hari sebelum ponsel dan satcomms menjadi luas, saluran dupleks dapat digunakan untuk menempatkan panggilan pada sistem telepon umum untuk biaya melalui operator laut. Fasilitas ini masih tersedia di beberapa daerah, meskipun penggunaannya sebagian besar telah mati [6]. Perangkat navigasi pelayaran terakhir adalah sonar. Secara singkat sonar adalah alat yang digunakan dengan teknik navigasi untuk mengetahui keadaan sekitarnya lewat gelobang suara. Pada bidang penerbangan, alat navigasi yang digunakan VHF Omnidirectional Range (VOR), Distance Measuring Equipment (DME), dan Automatic Directional Finder (ADF). VOR adalah alat bantu navigasi yang paling paling tua dan paling sering digunakan. Terdiri dari ribuan transmitter station di darat yang berkomunikasi dengan peralatan penerima (receiver) pada pesawat terbang. VOR memancarkan sinyal radio gabungan, termasuk kode morse dan data yang memungkinkan peralatan receiver pada pesawat untuk memperoleh magnetic bearing dari station ke pesawat terbang. VOR bekerja pada frekuensi VHF dari 108 sampai 117,95 MHz,karena VOR bekerja pada pita VHF, maka jarak komunikasi darat-udara terbatas berupa line of sight. Prinsip yang digunakan untuk pengukuran arah (bearing) pada VOR adalah dengan perbandingan fasa.

8 Transmitter pada ground station mentransmit dua sinyal terpisah. Pada intonya VOR memberikan jalur terbang yang disebut jalur radial dengan besaran 1 sampai 360 derajat. Jika radial menunjukan angka 369 derajat berarti pesawat berada pada jalur yang meninggalkan ground station menuju ke Utara, radial 090 derajat menuju ke Timur, 180 derajat menuju ke Selatan, dan 270 derajat menuju ke Barat. VOR memancarkan sinyal frekuensi radio omni directional (ke segala arah) dan sinyalnya memberikan informasi azimuth dari 0 sampai 360 derajat. Untujk mendapatkan posisi azimuth pesawat terhadap VOR ground station, maka kedua sinyal 30 Hz yang dipancarkan transmiter dibandingkan besar fasanya. DME adalah alat bantu navigasi pesawat yang beroperasi pada prinsip radar sekunder. DME memberikan informasi antara jarak pesawat dengan stasiun yang ada di darat. Penempatan DME pada umumnya berpasangan (colocated) dengan VOR dengan daya keluaran sebesar 1000 Watt (High Power). Dalam operasinya, pesawat udara mengirim pulsa interrogator yang berbentuk sinyal acak (random) kepada ground stasion mengirim pulsa jawaban (reply) yang singkron dengan pulsa interogasi. Dengan memperhitungkan interval waktu antara pulsa interogasi dengan penerimaan pulsa jawaban (termasuk waktu tunda) di pesawat udara, maka jarak pesawat udara dengan ground station dapat ditentukan. Sepasang pulsa dengan panjang pulsa tertentu, dipancarkan dari pesawat terbang (disebut transponder) diterima oleh receiver DME di tanah. Stasiun DME (disebut transponder) secara otomatis kemudian memancarkan kembali sepasang pulsa sebagai bjawaban ke pesawat terbang tersebut tetapi pada frekuensi yang berbeda. Waktu yang diperlukan antara perjalamnan bolak-balik iniuini kemudian diukur di receiver DME pesawat terbang, selanjutnta diolah menjadi bentuk jarak (Nautical Miles)dari pesawat terbang menuju ke stasiun di darat. DME bekerja pada bidang ultra high frekuency (UHF)ANTARA 962 MHz dan 1213 MHz, sehingga pancarannya pun tidak tergantung dari keadaan cuaca atau static-free. Salah satu jenis radio navigasi yang sudah tua adalah automatic direction finder (ADF) atau non-directional beacon (NDB). ADF, system cadangan untuk peralatan VHF, dapat digunakan ketika garis pengamatan transmisi menjadi tidak dapat digunakan atau ketika tidak ada peralatan VOR di tanah atau di pesawat. Hal ini digunakan sebagai cara untuk mengidentifikasi posisi, menerima komunikasi suara frekuensi rendah dan menengah, homing, tracking, dan untuk navigasi pada prosedur pendekatan instrumen. ADF adalah instrumen radio-navigasi laut atau pesawat terbang secara otomatis dan terus menerus menampilkan bantalan relatif dari kapal atau pesawat udara dengan stasiun radio yang cocok. ADF penerima biasanya disetel untuk penerbangan atau kelautan NDBs beroprasi pada pita LW ANTARA 190 sampai 535 khz. Seperti unit RDF, sebagian besar penerima ADF juga dapat menerima gelombang menengah (AM) stasiun penyiaran, tetapi kurang dapat diandalkan

9 untuk keperluan navigasi. Navigasi NDB terdiri dari dua bagian arah finder otomatis (atau ADF) peralatan pada pesawat yang mendeteksi sinyal NDB, serta pemancar NDB. ADF juga dapat menemukan pemancar dalam standaram media gelombang siaran band (530 khz sampai 1700 khz pada 10 khz kenaikan di Amerika, 531 khz sampai 1602 khz pada 9 kenaikan khz di seluruh dunia) [7]. 5. Kesimpulan dan Saran A. Kesimpulan Teknologi adalah sarana yang berfungsi untuk memudahkan kehidupan manusia. Salah satu hasil perkembangan teknologi adalah navigasi. Navigasi berperan penting pada kehidupan manusia khususnya dalam hal transportasi jarak jauh. Pada transportasi darat, alat navigasi yang digunakan adalah GPS. Pada transportasi laut, alat yang digunakan adalah peta, kompas, GPS, radar, telegraph, EPIRB, marine VHF radio, dan sonar. Dan pada transportasi udara, alat ang digunakan adalah digunakan VHF Omni-directional Range (VOR), Distance Measuring Equipment (DME), dan Automatic Directional Finder (ADF). B. Saran Dengan semakin berkembangnya teknologi, maka alat-alat navigasipun menjadi semakin canggih. Namun dengan adanya alat navigasi canggih sebaiknya tidak membut kita mengabaikan mempelajari ilmu dasar navigasi seperti membaca rasi bintang dan sebagainya.

10 Daftar Pustaka [1] Diakses pada 1 Januari 2016 [2] Diakses pada 1 Januari 2016 [3] Diakses pada 29 Desember 2015 [4] tion+systems+operation Diakses pada 29 Desember 2015 [5] [6] Diakses pada 22 Desember 2015 [7] Diakses pada 1 Januari 2016 [8] Diakses pada 1 Januari 2016