Peran Fisika pada GPS Kapal

Oleh : Abdurrahman Salim, Akuakultur Universitas Tidar angkatan 2022

Dalam Bidang Akuakultur, tidak asing bagi kita mendengar istilah GPS, terutama pada sektor perikanan tangkap. Namun, apa sih sebenarnya GPS itu? Dan apa keterkaitannya dengan ilmu fisika?

Global Positioning System (GPS) adalah suatu alat navigasi untuk menentukan posisi sesuai dengan posisi kapal, juga dapat menghitung kecepatan dan waktu kapan saja, siang atau malam, dalam cuaca dan kondisi apa pun.

Penguasaan alat navigasi di atas kapal merupakan suatu faktorpenting dalam melakukan pelayaran di laut. Alat navigasi yaitu alat untukmengetahui posisi, menentukan arah yang harus ditempuh untuk menujusuatu tempat atau wilayah, mengetahui letak suatu wilayah, jarak tempuh dan waktu yang diperlukan untuk mencapai suatu wilayah, dan hal-hal laindi muka bumi. Seiring dengan berkembangnya ilmu pengetahuan danteknologi, maka berkembang pula alat-alat canggih yang dapat membantukita dalam mengerti perkembangan tersebut. 

Oleh karena itu, dibuatlah suatualat atau sistem yang pada akhirnya melahirkan teknologi mutakhir yang mampu memenuhi semua kebutuhan manusia akan arah dan wilayah, yangdisebut dengan teknologi GPS. Arah dan posisi suatu wilayah memilikiperan yang sangat penting dalam berbagai aktivitas dan sering kali prosesatau cara yang digunakan untuk mendapatkannya tidak praktis.

Kehadiran teknologi GPS sebagai salah satu sistem teknologi yang super canggih dan sudah dapat dirasakan saat ini. Dengan adanya teknologi sistem navigasi ini kita dapat mengetahui posisi hanya dengan bantuan alat yang dapat menerima sinyal navigasi satelit tersebut. Dengan teknologi ini manusia dapat mengetahui posisi secara real time dan juga arah/rute yangakan dituju. 

(Fadhil, 2021)

Secara umum sistem GPS memiliki tiga komponen utama yakni ground segmen (stasiun kontrol), space segmen (satelit), dan user segmen (perangkat receiver). GPS menentukan posisi receiver dengan metode trilaterasi dari sedikitnya empat satelit yang selalu terlihat dari titik manapun di bumi setiap saat. Informasi dari tiga satelit diperlukan untuk menentukan lokasi, sedangkan sinyal ke-empat dibutuhkan untuk menentukan waktu secara akurat. Relativitas menyebabkan sistem GPS mengalami penyimpangan waktu. 

Gerak relatif satelit terhadap bumi mengakibatkan waktu di satelit lebih lambat dibanding waktu bumi (Teori Relativitas Khusus), sedangkan gravitasi bumi membuat waktu satelit bergerak lebih cepat dibanding waktu bumi (Teori Relativitas Umum). 

Oleh karena itu, sistem GPS perlu melakukan koreksi-koreksi yang berkaitan dengan efek relativistik dalam upaya mencapai tingkat akurasi yang tinggi. Upaya membuat sistem GPS presisi adalah mengatur frekuensi detak jam atom yang diperlambat sebelum satelit diluncurkan, sehingga jam atom ini akan berdetak selaras dengan jam di bumi setelah berada di orbit. 

(Barry, 2019)