I. PENDAHULUAN A. LATAR BELAKANG Keberhasilan pembangunan kehutanan bidang pengukuran dan perpetaan sangat tergantung kepada kemampuan sumberdaya manusia (SDM) yang seharihari menghadapi permasalahan Lahan yang memerlukan kepastian letak lokasi maupun luas yang pasti untuk dijadikan dasar dalam pengambilan keputusan bagi pejabat yang berwenang. Yang tidak kalah pentingnya adalah permasalahan intern SDM itu sendiri, seperti : keterampilan dan kemahiran melaksanakan tugas pengukuran dan perpetaan di lapangan. Pada saat ini tenaga teknis pengukuran dan perpetaan kawasan hutan di daerah sangat terbatas baik jumlah maupun kualitasnya, sedangkan tenaga teknis tersebut merupakan ujung tombak dalam pembangunan kehutanan. Kurangnya pengetahuan dan cara menggunakan alat ukur berupa GPS merupakan salah satu kasus yang sekarang ini ada. Dengan melihat kondisi tersebut di atas dipandang perlu untuk menyelenggarakan pelatihan pengukuran dan perpetaan tingkat dasar, sehingga melalui pelatihan ini diharapkan tenaga teknis di bidang pengukuran dan perpetaan akan mempunyai keterampilan teknis yang memadai. B. MAKSUD DAN TUJUAN Penyusunan bahan ajar bagi peserta diklat ini dimaksudkan sebagai pegangan dalam mengikuti proses pembelajaran, dengan tujuan agar proses pembelajaran dapat mencapai sasaran dan tujuan secara lebih efektif dan efisien. C. MANFAAT BAHAN AJAR Bahan ajar ini diharapkan dapat membantu mempermudah para peserta diklat dalam memahami materi tentang teknik penggunaan GPS sebagai bekal pengetahuan dalam melaksanakan tugas. 1
D. TUJUAN PEMBELAJARAN 1. Kompetensi Dasar Setelah selesai mengikuti materi tentang penggunaan GPS ini peserta dirahapkan mampu untuk menjelaskan dan mengunakan GPS untuk pengambilan data di lapangan. 2. Indikator Keberhasilan Setelah selesai mengikuti pelajaran ini peserta dapat : a) Mengetahui Prinsip Penggunaan GPS b) Menggunakan GPS GARMIN 76CSX E. POKOK BAHASAN 1. Prinsip Penggunaan GPS 2. Penggunaan GPS Garmin 76csx F. PETUNJUK BELAJAR 2
II. PRINSIP PENGGUNAAN GPS A. PENDAHULUAN Ada 3 macam tipe alat GPS, masing-masing memberikan tingkat ketelitian (posisi) yang berbeda-beda. Pertama adalah tipe Navigasi (Handheld, Handy GPS). Tipe ini harganya cukup murah, sekitar 1-5 juta rupiah. Kedua adalah tipe geodetic single frekuensi (tipe pemetaan atau biasa disebut mapping), yang biasa digunakan dalam survey dan pemetaan yang membutuhkan ketelitian posisi sekitar sentimeter sampai dengan beberapa desimeter. Ketiga adalah tipe Geodetic dual frekuensi yang dapat memberikan ketelitian posisi hingga mencapai milimeter. Tipe ini biasa digunakan untuk aplikasi precise positioning seperti pembangunan jaring-jaring titik kontrol,dan sebagainya. Berbagai macam tipe GPS di atas mempunyai cara pemakaian / penggunaan yang masing masing berbeda satu sama lain. Mulai dari yang lebih praktis yaitu tipe Handheld sampai yang paling rumit (geodetic). B. HALAMAN/PAGE Yang dimaksud dengan halaman/page adalah tampilan pada layar GPS. Biasanya tampilan ini hanya terdapat pada GPS tipe Handheld. Untuk memindahkan beberapa tampilan halaman atau page, terdapat tombol page di GPS. Halaman / page di tiap GPS bervariasi akan tetapi setidaknya terdapat beberapa tampilan diantaranya adalah sebagai berikut : 1. Halaman / page Satelit 2. Halaman / page Map (peta) 3. Halaman / page Kompas 4. Halaman / page Menu utama 5. Halaman / page catatan perjalanan 6. Halaman / page posisi (lokasi) C. WAYPOINT & GEOCACHE Waypoint dan geochace merupakan tampilan berupa titik posisi lokasi tempat sekarang atau posisi lokasi titik yang akan dicari di lapangan. Titik ini mempunyai symbol yang dapat diatur sesuai dengan keinginan atau mendekati 3
obyek yang akan diambil titiknya. Perbedaan antara waypoint dan geochace terletak pada tingkat ketelitian dan kerahasiaan dari posisi tersebut. Pada waypoint tingkat ketelitian dan kerahasiaan kurang, sedangkan pada geochace tingkat ketelitian dan kerahasiaan lebih mendetail dan biasanya diberikan sebuah petunjuk untuk dapat menuju lokasi tersebut. D. ROUTE Yang dimaksud dengan route adalah titik titik waypoint / geochace yang terhubung satu sama lain membentuk suatu garis yang menunjukkan bahwa garis garis tersebut adalah sebuah catatan perjalanan dari suatu tempat ke tempat lainnya. Dalam route kita dapat menentukan waktu tempuh, jarak tempuh dan kecepatan rata rata dalam menempuh perjalanan. E. TRACK Sedangkan yang dimaksud dengan track adalah titik titik waypoint / geochace yang terhubung satu sama lain yang membentuk sebuah polygon. Polygon ini selain dapat menunjukkan keliling atau atau catatan perjalanan dari suatu tempat ke tempat lainnya. Suatu track juga dapat menunjukkan luasan dari polygon tersebut. Untuk membuat suatu track bisa dilakukan secara manual di lapangan atau dengan on screen di computer. F. DEFINISI GLOBAL POSITIONING SYSTEM (GPS) Global Positioning System (GPS) adalah suatu sistem radio navigasi penentuan posisi dengan menggunakan satelit. GPS dapat memberikan posisi suatu objek di muka bumi dengan akurat dan cepat (tiga dimensi koordinat x, y, z) dan memberikan informasi waktu serta kecepatan bergerak secara kontinyu di seluruh dunia. Satelit GPS mempunyai konstelasi 24 satelit dalam enam orbit yang mendekati lingkaran. Setiap orbit ditempati oleh 4 buah satelit dengan interval antara yang tidak sama. Orbit satelit GPS berinklinasi 55 0 terhadap bidang equator dengan ketinggian rata-rata dari permukaan bumi sekitar 20.200 km. Satelite GPS mengelilingi bumi dalam orbitnya 2 kali dalam satu hari. 4
Dengan adanya 24 satelit di angkasa, 4 sampai dengan 10 satelit GPS setiap saat akan selalu dapat diamati di seluruh permukaan bumi. Sinyal satelit GPS dipancarkan secara broadcast oleh satelit GPS secara kontinyu. Dengan mengamati sinyal satelit menggunakan receiver GPS seseorang dapat menentukan posisi (lintang, bujur) di permukaan bumi. Informasi lainnya yang didapat dari satelit GPS selain posisi adalah kecepatan, arah, jarak, dan waktu. Penggunaan satelit untuk penentuan posisi (dalam pengertian lokasi ataupun ruang) memudahkan para pengguna sistem informasi memperoleh informasi yang diinginkannya. G. SEJARAH PENGGUNAAN GPS GPS dikembangkan pertama kali dengan nama NAVSTAR Global Positioning System (GPS) juga dikenal sebagai NAVigation System with Timing And Ranging GPS. Sistem ini merupakan sistem penentuan posisi berbasis satelit, dan sekaligus merupakan tonggak revolusi bidang pengukuran posisi dan navigasi. Sistem GPS pada awalnya merupakan system navigasi ketentaraan yang dirancang, dilaksanakan, dibiayai, dan dikelola oleh Jabatan Pertahanan Amerika Serikat (DoD). Sistem ini dirancang oleh Jabatan Amerika Serikat sejak tahun 1973. Sistem ini adalah hasil gabungan program U.S. Navy s TIMATION dan proyek U.S. Air Force s 621B di bawah tanggung jawab Joint Program Office (JPO). Satelit GPS yang pertama telah diluncurkan pada tahun 1978 dengan nama block-i gps. Pada awalnya, penggunaan sistem ini ditujukan bagi pihak tentara Amerika Serikat saja tetapi setelah diluluskan pada Kongres Amerika Serikat, penggunaan sistem penentuan posisi ini terbuka untuk umum. Tujuan utama GPS adalah untuk mewujudkan sistem penentuan posisi di darat, laut, dan udara bagi pihak tentara Amerika Serikat dan sekutunya, namun kemudian sistem ini bebas digunakan oleh semua pengguna. Sistem ini dirancang untuk menggantikan berbagai sistem navigasi yang telah digunakan. H. SEGMENTASI GPS Dalam penggunaanya GPS terdiri dari tiga segmen utama, yaitu : segmen angkasa (space segment), segmen kontrol (system control segment), dan segmen pengguna (user segment). 1. Segmen Angkasa (space segment) 5
Segmen angkasa terdiri dari satelit-satelit GPS. Konstelasi GPS terdiri dari 24 satelit yang menempati enam buah bidang orbit yang berbentuk mendekati lingkaran, dengan masing-masing bidang orbit ditempati empat buah satelit. Orbit satelit berinklinasi 55 terhadap bidang khatulistiwa bumi dan bergerak dengan periode 12 jam. Kedudukan masing-masing satelit dalam tiap orbitnya diatur sedemikian rupa dengan jarak interval diantaranya tidak sama. Hal ini dimaksudkan untuk meminimalkan pengaruh keadaan dimana ada satelit yang tidak berfungsi. Satelit-satelit tersebut memancarkan 2 Frekuensi yaitu L1 dengan panjang Frekuensi 1575,42Mhz dan L2 dengan pangjang frekuensi 1227,60Mhz. L1 membawa 2 kode binner yaitu P-code (Precise or private code) dan C/A-code (Clear Acces or Coarse Acquisition), dan L2 hanya membawa P- code saja. Gambar 1. Orbit Satelit GPS 2. Segmen Kontrol (system control segment) 3. Segmen Pengguna (user segment) I. METODE PENENTUAN POSISI J. SUMBER KESALAHAN DALAM PENGGUNAAN GPS 6
III. PENGGUNAAN GPS GARMIN 76 CSX A. PENGENALAN GPS GARMIN 76 CSx ANTENA INTERNAL ZOOM IN & ZOOM OUT Untuk memperbesar & memperkecil tampilan di layar TOMBOL PENGGERAK POINTER Untuk menggerakan pointer keatas, bawah & samping, serta memasukkan data TOMBOL FIND Untuk mencari titik/waypoint, route, POI, dll. TOMBOL POWER Untuk menghidupkan & mematikan alat, untuk mengatur pencahayaan/lampu layar TOMBOL QUIT Untuk keluar dari menu atau halaman/page TOMBOL PAGE Memindahkan halaman layar. Tekan lama untuk menghidupkan/mematikan kompas TOMBOL MENU Masuk ke halaman option, pengaturan, dll. Tekan 2x untuk masuk menu utama ENTER/MARK Untuk konfirmasi pilihan, memasukkan data. Tekan lama untuk memasukkan data waypoint Tempat menyimpan memory Penutup baterai 7
B. HALAMAN/PAGE Menu Utama 1. Track/Jejak : Untuk membuat jalur perjalanan, juga bisa untuk mengetahui luas suatu areal. 2. Routes/Rute : Menentukan jalur perjalanan yang akan dilalui. Dengan cara memasukkan waypoint yang ada. 3. Highway : Penunjuk jalan yang akan dilalui di bidang 3D. 4. Setup/Seting : Untuk mengatur sistem kerja GPS, mengubah koordinat, mengubah jenis tone (bunyi), bahasa, dll. 5. Proximity/Awas : Untuk mencari titik dengan akurasi maksimal radius 10 meter. Ketika titik telah dekat akan terdengar bunyi alarm. 6. Calendar/Kalender : Kalender (Penanggalan) 7. Calculator/Kalkulator : Untuk menghitung. 8. Stopwatch : Pengukur waktu. 9. Sun & Moon : Jadwal matahari terbit & terbenam. 10. Hunt & Fish : Informasi waktu terbaik untuk berburu dan memancing. 11. Games : Permainan 8
1. Menu Track Memory yang terpakai Nama File Track Jarak Tempuh Warna jalur Nama File Luas Area Keterangan : Track log On : Garis / Jalur akan ditampilkan Off : Garis / Jalur tidak ditampilkan Map : Untuk melihat hasil track di peta 2. Menu Routes Menu Routes berfungsi untuk memandu jalur perjalanan yang telah ditentukan. Follow roads artinya mengikuti jalur/jalan yang telah ada (ditandai dengan warna pink). Off roads : jalur ditarik lurus tidak mengikuti jalur/jalan. 9
3. Menu Highway 4. Menu Proximity Waypoints Radius alarm Tempat memasukkan nama titik dan radiusnya. Mengaktifkan alarm, ketika dekat dengan titik/waypoint 5. Halaman informasi posisi titik Cakrawala Posisi 45 o Nomor Satelit Informasi ketinggian tempat, jalur, atau track. Profil jalur (warna hijau) Signal Satelit Tanggal Pengambilan data Waktu puncak gelombang laut pasang 10
6. Kompas Arah menuju titik (Navigasi) Besar Sudut ( x 10) 7. Menu Find Simbol Nama Waypoint 11
Posisi Koordinat Titik/Waypoint Konfirmasi Setuju Avg (Averaging) : Mengambil titik/waypoint secara berulang dan mencari nilai rata-ratanya. Map : Menujukkan lokasi titik di peta 12
IV. PENGGUNAAN GARMIN MAP 76 CSX Spesifikasi GPS ini antara lain lama akuisisi data kurang lebih 1 detik, dalam posisi sudah menyala. Kalau dari posisi off 38 detik. Akurasi kompas kurang lebih 5 0, akurasi GPS kurang dari 10 m, untuk diferensialnya berakurasi antara 3 hingga 5 meter. Akurasi ketinggian 3 meter, dengan resolusi 30 cm. interface alat mengacu pada standar NMEA, yaitu NMEA 0183 versi 2.3 dan juga menggunakan RS-232 serta USB. Gambar di bawah menjelaskan tombol-tombol yang ada di GPS Garmin seri 76CSx, dan fungsi dari masing-masing tombol tersebut. Menghidupkan GPS 76CSx Pada saat anda menekan tombol bergambar lampu berwarna merah, maka otomatis GPS akan melakukan akuisisi sinyal satelit GPS seperti pada gambar di bawah ini : Tekan TOMBOL POWER sampai GPS menyala 13
Gambar GPS sedang dalam proses akuisisi/mencari sinyal satelit. Setelah diperoleh sinyal satelit, layar GPS akan nakpak seperti gambar dibawah ini : Lokasi koordinat dimana anda berada akan muncul jika minimal 4 sinyal satelit telah diterima oleh alat. 14
Pentingnya Kalibrasi GPS Alat sering dibawa berpindah-pindah dalam jarak yang cukup signifikan (lebih dari 160 km). Untuk menyesuaikan dengan kondisi lokasi yang baru didatangi tentu perlu dilakukan kalibrasi ulang dari alat tersebut. Yang perlu dikalibrasi adalah : Kompas GPS Altimeter GPS Prinsip kalibrasi kompas pada Garmin adalah dengan melakukan putaran 2 kali secara pelan-pelan ke arah kanan. Dan GPS akan mengkalkulasi sinyal dari satelit stasioner di atasnya, untuk menentukan arah kompas dengan benar. Berikut langkah-langkah melakukan kalibrasi kompas : - Tampilkan layar MENU UTAMA seperti gambar berikut, pilih menu seting lalu tekan ENTER : - Gerakkan roker/kursor/indikator warna kuning ke menu KALIBRASI di bawah, lalu tekan enter 15
- Setelah itu akan muncul tampilan layar seperti berikut : Pilih KOMPAS lalu tekan enter - Layar akan tampak sbb : Tekan MULAI sambil putar kompas searah jarum jam sebanyak 2x putaran. Setelah melakukan apa yang diminta oleh GPS maka GPS akan memberikan respon apakah kalibrasi anda berhasil atau tidak. Jika tidak anda perlu mengulangi putaran di tempat, di satu titik, mungkin dengan sedikit lebih pelan lagi. Untuk kalibrasi altimeter lebih mudah lagi dilakukan yaitu dengan memberikan nilai elevasi absolut yang anda ketahui. 16
Berikut langkah-langkah melakukan kalibrasi altimeter : - Lakukan langkah 1 dan 2 seperti pada saat melakukan kalibrasi kompas diatas. - Layar akan muncul seperti gambar dibawah ini, lalu pilih ALTIMETER kemudian tekan enter - Akan muncul layar dengan pertanyaan seperti ini : Anda akan memperoleh pertanyaan, apakah anda tahu informasi ketinggian yang tepat, jika tahu pilih yes, tekan tombol Enter, dan isikan data ketinggian yang anda ketahui, dan tekan tombol Enter. Kalibrasi altimeter selesai. Tetapi jika tidak diketahui data ketinggian, sementra anda perlu mengkoreksi data elevasi di lokasi survey anda tersebut; jawabannya adalah kalibrasikan ketinggian anda di pantai. Pantai merupakan wilayah dimana nol meter berada. Untuk memperoleh nol meter, anda perlu mengetahui posisi surut terendah dan posisi pasang tertinggi. Dengan assumsi bahwa kelandaian pantai relatif sama maka anda hanya perlu mengukur jarak antara titik posisi surut terendah hingga titik posisi pasang tertinggi, kemudian dibagi dua, ketemu titik tengah yang berada di tengah-tengah antara titik surut dan titik pasang 17
dengan panjang jarak yang sama baik dari titik surut ataupun titik pasang, dan kemudian kalibrasikan altimeter GPS anda di titik tersebut dengan melakukan langkah 1 s/d 3 diatas. Isikan Yes jika ada pertanyaan, apakah anda mengetahui ketinggian tempat. Isikan nilai 0 pada isian. Tekan Enter, kalibrasi altimeter anda telah selesai. Anda sudah dapat menggunakan GPS anda, baik itu membuat waypoint marking ataupun melakukan tracking. Sebuah catatan untuk kalibrasi, baik itu kalibrasi kompas ataupun ketinggian. Kalibrasi tidak hanya dilakukan jika kita berpindah tempat dengan jarak yang signifikan, tetapi kalibrasi juga dilakukan jika GPS mengalami perubahan suhu yang ekstrim. Hal lain yang perlu diperhatikan dan dilakukan adalah setting unit yang dipakai dalam GPS anda, setting unit ini adalah memberikan status nilai untuk koordinat datum, unit ukuran dan lain-lain. Untuk melakukan setting unit ini, akses SETUP melalui menu utama/main Menu. Letakkan lampu indikator kuning pada menu Seting lalu tekan ENTER unting seting unit. Setelah anda tekan tombol Enter arahkan highlight ke tulisan Unit untuk mengakses page/ halaman Unit. Muncul isian di halaman tersebut antara lain : Positian format, untuk mengubah isian koordinatnya turunkan highlight kuning ke box di sebelah position format, anda tekan enter pilih deangan mengarahkan highlight kuning ke format degree atau metrik, format ini adalah format umum yang digunakan di Indonesia. Ddd mmm sss, ddd mmm,mmm, atau metric (UTM) merupakan contoh model formatnya. Untuk memilihnya tekan Enter. 18
Datum, untuk mengubah isian datum, arahkan highlight ke box di sebelah datum, kemudian tekan enter dan arahkan highlight pilih WGS 84, dan tekan enter lagi untuk mensetupnya. WGS 84 merupakan datum yang digunakan di Indonesia. 19
Waypoint Marking Waypoint marking adalah memperoleh koordinat dari suatu titik lokasi yang di survey. Syarat marking adalah : a. Pada saat marking titik koordinat, tidak boleh bergerak, cukup berhenti di tempat sesaat sampai anda tekan Enter untuk OK, menerima hasil yang diperoleh dan anda simpan, baik anda ubah namanya ataupun default nama yang diberikan oleh GPS b. GPS sudah dikalibrasi, baik kompas ataupun altimeternya. c. Unit sudah disetting, datum dan koordinat formatnya. Langkah untuk melakukan marking adalah dengan menekan tombol Enter agak lama, hingga muncul tampilan page Mark Waypoint seperti gambar berikut : Ini adalah teknik standar perolehan data koordinat, tetapi jika anda tidak dapat berhenti secara langsung, ataupun harus gergerak terus, maka dapat menggunakan fasilitas Man Over Board (MOB) untuk memperoleh/capturing data koordinat/waypoint. Seperti misal anda berada di atas kapal atau sampan. Cara MOB ini dengan menekan tombol Find agak lama untuk melakukan marking, dan tekan Enter untuk menampilkannya arah lokasi anda ke titik MOB di dalam peta GPS 20
Tracking Tracking dalam peristilahan GPS adalah melakukan akuisisi data koordinat secara otomatis berdasarkan jalur yang kita lalui dan data tersebut disimpan dalam kartu memori GPS secara otomatis pula. Untuk memulai tracking tekan tombol menu dua kali, maka akan muncul Menu Utama, pilih track, tekan Enter Muncul halaman track seperti berikut : Arahkan highligt kuning dengan menggerakkan rocker pad ke button On untuk menghidupkan track logger (pencatat otomatis track). Angka 20 % pada gambar 21
di atas menunjukkan memori yang sudah digunakan oleh track. Tanggal pada box saved track, menunjukkan nama tracking yang sudah ada. Untuk menyiapkan track logger agar pemcatat per jarak atau per waktu highlight kuning ke arah setup dan teken Enter. Akan muncul pilihan by distance/jarak, by time/waktu. Untuk menyimpan hasil tracking dalam sebuah nama, tekan enter setelah kursor berada pada button Save. Anda bisa mengubah nama atau membiarkan nama default. Pada saat menyimpan ini anda akan diberi pilihan menyimpan seluruh track, atau menyimpan track yang baru saja anda lakukan. Untuk menampilkan dalam peta GPS klik pada salah satu dari daftar track yang ada. Pilih Map/ maka peta dengan tracking yang anda lakukan akan muncul. Route/Rute Route/Rute dalam peristilahan GPS adalah melakukan akuisisi data koordinat (harus berupa titik) secara otomatis berdasarkan jalur yang kita lalui dan data tersebut disimpan dalam kartu memori GPS secara otomatis pula. Disinilah letak perbedaan antara Track dan Route. Kalau dalam Track tidak dipersyaratkan menentukan titik yang akan diambil, sedangkan dalam Route diharuskan mencari/menentukan titik terlebih dahulu (karena Route digunakan untuk membuat Polygon) Untuk memulai Route tekan tombol menu dua kali, maka akan muncul Menu Utama, pilih Route, tekan Enter. 22
Untuk membuat Route, Pilih New, lalu beri nama rute, pada kolom titik titik. Pilih <Select Next Point> lalu tekan Enter, pilih Waypoints, kemudian tentukan titik titik yang akan dibuat Rute, kemudian pilih Use tekan Enter. Pilih <Select Next Point> lagi tekan Enter, pilih Waypoints, tentukan lagi titik yang akan dibuat rute. Kalau titik yang dibuat rute sudah dimasukkan semua pilih Navigate tekan Enter. Maka rute akan terbentuk. Masukkan/pilih waypoints yang akan dibuat Rute (sesuaikan urutannya). 23
DAFTAR PUSTAKA Anonim. 2007. Vantage Point User Guider. Magellan Navigation. San Dimas. 2007. MapSource User Manual. Garmin. Taiwan.. 2007. User Manual Magellan Triton 500. Magellan Navigation. San Dimas.. 2007. GPSMAP 76 CSx mapping gps owner s manual. Garmin International, Inc. Kansas USA. 24