Mengenal GNSS, Sistem Navigasi Satelit yang Bikin HP Bisa Menentukan Lokasi Tanpa Internet

Pernahkah kamu menggunakan Google Maps untuk mengetahui posisi saat sedang bepergian, kemudian bertanya-tanya bagaimana ponsel bisa mengetahui lokasi dengan cukup akurat? Banyak orang mengira fitur navigasi pada smartphone sepenuhnya membutuhkan koneksi internet. Padahal, ada teknologi lain yang menjadi fondasi utama penentuan lokasi, yaitu Global Navigation Satellite System (GNSS).

GNSS merupakan sistem navigasi berbasis satelit yang memungkinkan perangkat seperti smartphone, smartwatch, kendaraan, hingga perangkat Internet of Things (IoT) menentukan posisi di permukaan Bumi. Teknologi ini bekerja dengan memanfaatkan sinyal yang dikirimkan satelit dari luar angkasa.

Menariknya, proses dasar untuk menentukan koordinat menggunakan GNSS tidak membutuhkan koneksi internet. Ponsel cukup menerima sinyal dari satelit yang berada dalam jangkauan, kemudian menghitung posisi berdasarkan waktu perjalanan sinyal tersebut.

Lantas, bagaimana sebenarnya GNSS bekerja? Apa saja sistem navigasi satelit yang digunakan di seluruh dunia? Berikut penjelasannya.

Apa Itu GNSS?

Global Navigation Satellite System atau GNSS adalah istilah umum untuk sistem navigasi satelit yang menyediakan informasi mengenai lokasi dan waktu secara global.

Sistem ini terdiri dari sejumlah satelit yang mengorbit Bumi dan terus mengirimkan sinyal radio ke permukaan. Sinyal tersebut membawa informasi penting, terutama mengenai posisi satelit dan waktu ketika sinyal dikirimkan.

Perangkat penerima, seperti smartphone, kemudian menangkap sinyal tersebut. Berdasarkan perbedaan waktu antara sinyal dikirim dan diterima, perangkat dapat memperkirakan jaraknya dari satelit.

Setelah mendapatkan informasi dari beberapa satelit, perangkat melakukan perhitungan untuk menentukan posisi pengguna.

Teknologi inilah yang memungkinkan smartphone mengetahui koordinat geografis, termasuk garis lintang, garis bujur, dan ketinggian.

GNSS tidak hanya digunakan untuk navigasi di smartphone. Sistem ini juga berperan dalam berbagai bidang, seperti transportasi, pemetaan, penerbangan, pertanian, konstruksi, survei, hingga sistem pelacakan kendaraan.

Bagaimana Cara Kerja GNSS?

Cara kerja GNSS sebenarnya cukup menarik jika diurai tahap demi tahap. Secara sederhana, perangkat harus mengetahui posisi satelit dan mengukur waktu yang dibutuhkan sinyal untuk sampai dari satelit ke perangkat.

Berikut prosesnya.

1. Satelit Memancarkan Sinyal

Satelit GNSS yang berada di orbit Bumi terus memancarkan sinyal radio ke permukaan.

Sinyal tersebut membawa informasi mengenai identitas atau posisi satelit serta waktu yang sangat presisi ketika sinyal dikirimkan.

Keakuratan waktu menjadi bagian penting karena perangkat akan menggunakannya untuk menghitung jarak antara dirinya dengan satelit.

Satelit menggunakan sistem waktu yang sangat akurat agar perhitungan lokasi dapat dilakukan dengan tingkat presisi tinggi.

2. Smartphone Menerima Sinyal

Setelah sinyal dipancarkan, perangkat seperti smartphone akan menangkap sinyal dari satelit yang terlihat dari lokasi pengguna.

Namun, satu satelit saja tidak cukup untuk mengetahui posisi perangkat secara akurat.

Bayangkan kamu mengetahui bahwa jarakmu dari satu titik tertentu adalah 20 kilometer. Informasi tersebut masih memungkinkan kamu berada di berbagai lokasi yang memiliki jarak sama dari titik tersebut.

Karena itu, perangkat membutuhkan informasi dari beberapa satelit sekaligus.

3. Perangkat Menghitung Jarak

Setelah menerima sinyal, smartphone mengukur waktu yang dibutuhkan sinyal untuk melakukan perjalanan dari satelit menuju perangkat.

Karena gelombang radio bergerak dengan kecepatan yang sangat tinggi, perbedaan waktu tersebut harus dihitung dengan sangat presisi.

Dari informasi waktu perjalanan sinyal, perangkat dapat memperkirakan jaraknya dari masing-masing satelit.

Semakin banyak satelit yang dapat digunakan, semakin banyak informasi yang tersedia untuk membantu menentukan posisi.

4. Menentukan Posisi dengan Trilaterasi

Tahap berikutnya adalah menentukan posisi menggunakan konsep yang disebut trilaterasi.

Trilaterasi berbeda dengan triangulasi. Jika triangulasi menggunakan pengukuran sudut, trilaterasi menggunakan jarak dari beberapa titik referensi.

Dalam GNSS, satelit berfungsi sebagai titik referensi tersebut.

Dengan mengetahui jarak perangkat dari beberapa satelit, sistem dapat menemukan titik lokasi yang sesuai dengan seluruh informasi jarak tersebut.

Untuk menentukan posisi tiga dimensi sekaligus memperhitungkan kesalahan waktu pada jam perangkat, penerima GNSS umumnya membutuhkan setidaknya empat satelit.

Informasi dari satelit-satelit tersebut membantu perangkat menentukan posisi dalam tiga dimensi, termasuk garis lintang, garis bujur, dan ketinggian, sekaligus memperbaiki perhitungan waktu.

Apakah GNSS Membutuhkan Internet?

Jawabannya adalah tidak untuk proses dasar penentuan posisi.

Penerima GNSS pada smartphone dapat menangkap sinyal satelit secara langsung dan menggunakannya untuk menghitung koordinat.

Namun, hal ini berbeda dengan layanan peta seperti Google Maps.

Aplikasi peta biasanya membutuhkan internet untuk mengunduh data peta, informasi jalan, kondisi lalu lintas, tempat usaha, dan informasi lainnya. Jadi, meskipun GNSS dapat menentukan lokasi tanpa internet, pengalaman navigasi secara keseluruhan masih bisa membutuhkan koneksi data.

Inilah alasan mengapa posisi GPS pada smartphone masih dapat terdeteksi ketika koneksi internet dimatikan, meskipun informasi peta atau fitur online tertentu mungkin tidak tersedia.

Empat Sistem Navigasi Satelit Utama

GNSS bukan nama untuk satu sistem satelit saja. Di dunia terdapat beberapa sistem navigasi satelit yang dikembangkan oleh negara atau wilayah berbeda.

Empat sistem utama yang memiliki cakupan global adalah GPS, GLONASS, Galileo, dan BeiDou.

1. GPS

Global Positioning System (GPS) merupakan sistem navigasi satelit milik Amerika Serikat.

GPS menjadi salah satu sistem navigasi satelit paling dikenal dan paling banyak digunakan. Bahkan, dalam percakapan sehari-hari, istilah “GPS” sering digunakan untuk menyebut teknologi navigasi satelit secara umum.

Padahal, GPS sebenarnya merupakan salah satu bagian dari GNSS.

Sebagai sistem yang sudah lama beroperasi dan digunakan secara luas, GPS menjadi fondasi penting bagi berbagai perangkat navigasi, termasuk smartphone, kendaraan, dan perangkat pelacakan.

2. GLONASS

GLONASS merupakan sistem navigasi satelit yang dikembangkan oleh Rusia.

Nama GLONASS berasal dari istilah Rusia yang merujuk pada sistem navigasi satelit global.

Sistem ini dikembangkan sebagai sistem navigasi global Rusia dan telah beroperasi secara penuh sejak 2011.

Seperti GPS, GLONASS menyediakan informasi posisi dan waktu yang dapat digunakan oleh perangkat penerima di permukaan Bumi.

Penggunaan lebih dari satu konstelasi satelit juga memungkinkan perangkat memperoleh lebih banyak sumber sinyal ketika menentukan posisi.

3. Galileo

Galileo merupakan sistem navigasi satelit yang dikembangkan oleh Uni Eropa.

Salah satu karakteristik Galileo adalah fokusnya sebagai sistem navigasi sipil yang dikembangkan Eropa.

Galileo dirancang untuk memberikan layanan penentuan posisi dengan tingkat presisi tinggi dan menjadi salah satu komponen penting dalam ekosistem GNSS global.

Perangkat yang kompatibel dapat memanfaatkan sinyal Galileo bersama sistem navigasi satelit lainnya.

4. BeiDou

BeiDou merupakan sistem navigasi satelit yang dikembangkan oleh Tiongkok.

Sistem ini awalnya dikembangkan untuk kebutuhan navigasi regional, kemudian berkembang menjadi sistem dengan cakupan global.

Saat ini, BeiDou menjadi salah satu dari empat konstelasi utama GNSS yang dapat dimanfaatkan perangkat kompatibel untuk menentukan posisi.

Kenapa Smartphone Menggabungkan Banyak Sistem GNSS?

Smartphone modern umumnya tidak hanya bergantung pada satu sistem satelit.

Perangkat tertentu dapat menerima sinyal dari GPS, GLONASS, Galileo, dan BeiDou secara bersamaan.

Strategi ini memberikan keuntungan karena perangkat memiliki lebih banyak satelit yang dapat digunakan sebagai referensi untuk menentukan posisi.

Semakin banyak satelit yang terlihat dan memiliki sinyal yang dapat digunakan, semakin besar pula peluang perangkat mendapatkan kombinasi informasi yang baik untuk menghitung lokasi.

Hal ini juga dapat membantu perangkat mendapatkan posisi dengan lebih cepat dan stabil, terutama ketika kondisi lingkungan memungkinkan sinyal dari berbagai satelit diterima dengan baik.

Misalnya, ketika kamu berada di area terbuka, smartphone mungkin dapat melihat banyak satelit dari berbagai konstelasi. Kondisi tersebut memberikan lebih banyak pilihan bagi penerima GNSS dalam melakukan perhitungan.

Apa Bedanya GPS dan GNSS?

Perbedaan paling sederhananya adalah GPS merupakan salah satu sistem GNSS, sedangkan GNSS merupakan istilah umum untuk keseluruhan sistem navigasi satelit global.

Jadi, ketika smartphone menggunakan GPS, bukan berarti perangkat tersebut tidak dapat menggunakan sistem lain.

Smartphone modern dapat menggunakan beberapa konstelasi sekaligus. Karena itu, kemampuan perangkat biasanya disebut sebagai dukungan GNSS, sementara GPS merupakan salah satu sumber sinyal yang tersedia.

Pemahaman ini penting karena istilah GPS sudah sangat populer sehingga sering digunakan untuk menyebut seluruh teknologi penentuan lokasi berbasis satelit.

Apa yang Memengaruhi Akurasi GNSS?

Meskipun GNSS dapat menentukan lokasi tanpa internet, hasilnya tidak selalu memiliki tingkat akurasi yang sama.

Jumlah satelit yang terlihat merupakan salah satu faktor penting. Lingkungan sekitar juga berpengaruh. Bangunan tinggi, pepohonan lebat, atau kondisi tertentu dapat menghalangi maupun memantulkan sinyal satelit.

Karena itu, pengalaman mendapatkan lokasi di area terbuka dapat berbeda dengan ketika pengguna berada di dalam gedung atau kawasan perkotaan yang dipenuhi bangunan tinggi.

Smartphone biasanya menggunakan berbagai teknologi tambahan untuk membantu mempercepat atau meningkatkan pengalaman penentuan lokasi. Namun, fondasi utamanya tetap berasal dari kemampuan perangkat menerima dan memproses sinyal GNSS.

GNSS Bukan Sekadar untuk Google Maps

Teknologi GNSS sebenarnya memiliki penggunaan yang jauh lebih luas daripada sekadar menunjukkan titik biru di aplikasi peta.

Dalam transportasi, GNSS dapat digunakan untuk mengetahui posisi kendaraan. Dalam pemetaan, teknologi ini membantu menentukan koordinat objek secara akurat. Pada sektor pertanian, informasi lokasi dapat digunakan untuk mendukung pertanian presisi.

GNSS juga penting dalam survei dan konstruksi karena koordinat yang akurat dibutuhkan untuk menentukan posisi objek di lapangan.

Bahkan, informasi waktu dari sistem navigasi satelit dapat dimanfaatkan berbagai infrastruktur yang membutuhkan sinkronisasi waktu.

Kesimpulan

GNSS merupakan teknologi penting yang memungkinkan berbagai perangkat mengetahui posisi dan waktu dengan memanfaatkan sinyal satelit yang mengorbit Bumi.

Cara kerjanya dimulai ketika satelit memancarkan sinyal berisi informasi posisi dan waktu. Smartphone kemudian menerima sinyal tersebut, menghitung waktu perjalanan sinyal untuk memperkirakan jaraknya dari satelit, lalu menggunakan informasi dari beberapa satelit melalui proses trilaterasi untuk menentukan koordinat.

Untuk penentuan posisi tiga dimensi sekaligus koreksi waktu, perangkat umumnya membutuhkan setidaknya empat satelit.

Yang menarik, proses dasar penentuan lokasi GNSS tidak membutuhkan koneksi internet. Internet lebih banyak diperlukan oleh aplikasi pendukung, misalnya untuk mengunduh data peta dan informasi tambahan.

GNSS sendiri mencakup beberapa sistem navigasi global utama, yaitu GPS milik Amerika Serikat, GLONASS milik Rusia, Galileo milik Uni Eropa, dan BeiDou milik Tiongkok.

Smartphone masa kini dapat menggabungkan sinyal dari beberapa konstelasi tersebut sekaligus. Dengan semakin banyak sumber satelit yang tersedia, perangkat memiliki lebih banyak informasi untuk membantu menentukan lokasi secara cepat dan akurat.

Jadi, ketika smartphone menunjukkan lokasi kamu di peta, ada teknologi satelit yang bekerja di balik layar. Bukan cuma internet yang membuat navigasi modern bisa berjalan—GNSS-lah yang menjadi salah satu fondasi utamanya.