Sejarah GPS (Global Positioning System)

GPS (Global Positioning System) adalah sebuah peralatan navigasi yang awalnya didesain pada saat menghadapi permasalahan dari pasukan Amerika serikat dalam menghadapi perang Vietnam.

Kesulitan utama yang dialami pasukan adalah bagaimana mereka selalu saling mengetahui posisi masing-masing, terutama pada saat berada di dalam hutan.  Pada saat itu mereka hanya mengandalkan sistem radio yang disebut LORAN system untuk bisa mengetahui posisi.  Tetapi karena ada banyak kesalahan yang diakibatkan penerimaan atau pemancaran radio yang jelek dan defleksi gelombang permukaan akibat cuaca buruk, maka sistem ini dianggap kurang efisien.
Amerika Serikat kemudian mengadakan percobaan dengan 4 satelit, yang diberi nama TRANSIT. Satelit ini memiliki orbit yang sangat tinggi dan dipakai untuk kepentingan militer. Namun, sistem ini masih memiliki tingkat keakuratan yang rendah dan posisinya hanya bisa diperoleh setiap 2 jam.

Generasi berikutnya dibangun oleh NAVSTAR dan dioperasikan secara terbatas pada tahun 1986. Sistem ini hanya berfungsi 3 sampai 4 jam setiap hari karena satelit yang diorbitkan hanya sedikit. Proses pengorbitan satelit NAVSTAR sempat tertunda karena kecelakaan Kapal Ruang Angkasa Challenger pada tahun 1988. Challenger rencananya akan digunakan untuk meluncurkan satelit-satelit GPS NAVSTAR.

Sistem GPS benar-benar dioperasikan pada saat dimulainya Perang Teluk pada tahun 1990. Total satelit yang diorbitkan sebanyak 21 satelit untuk menyediakan sistem GPS di seluruh dunia dengan kemampuan pengiriman data setiap waktu. Departemen Pertahanan Amerika Serikat juga mengoperasionalkan GPS yang dipasarkan bebas mulai tahun 1990. Sistem ini masih dipakai sampai saat ini.
Satelit-satelit GPS mengorbit terhadap bumi 2 kali sehari pada ketinggian 11.000 mil diatas bumi, dan memancarkan elevasi dan posisi dengan tepat. Sistem penerima GPS mengolah signal, lalu mengukur interval antara saat signal dipancarkan dan diterima untuk menentukan jarak antara antara receiver GPS di bumi dan satelit.  Pada saat receiver GPS menghitung data-data tersebut dari 3 satelit minimum, lokasi di permukaan bumi dapat ditentukan dengan cepat.

Penggunaan GPS memang telah mendunia dalam berbagai sektor. Receiver GPS bahkan telah dipasang di mobil-mobil mewah, dilengkapi dengan peta jalan digital dalam CD ROM yang akan membantu pengendara untuk mencapai tempat tujuan. Receiver GPS juga akan segera di integrasikan dengan ponsel (telepon selular). GPS pada saat ini telah menjadi teman yang baik di perjalanan dan akan sangat berguna sebagai petunjuk arah pada keadaan genting.

Kebijaksanaan tentang penggunaan GPS sendiri diatur dalam Federal Navigation Plan (FRP), yang disiapkan oleh tim gabungan dari Departemen Pertahanan dan Departemen Transportasi AS, melalui berbagai pertemuan pada tahun 1992. Namun pada dasarnya, GPS sendiri adalah milik Departemen Pertahanan, namun pada kelanjutannya menjadi peralatan yang dipasarkan bebas.   Rencananya satelit GPS akan ditambah 2 lagi, sehingga semuanya menjadi 24 satelit. Kemampuan penuh GPS dengan 24 satelit (blok I,II, dan IIA) akan diumumkan oleh Departemen Pertahanan AS.   Sebelum berkemampuan penuh, Full Operational Capability (FOC) maka GPS sebenarnya sudah layak dipakai untuk bernavigasi, hanya kemampuan agak rendah. Kondisi ini dinamakan Initial Operational Capability (IOC), yang dimulai sejak 8 Desember 1993.

Kemampuan yang disediakan oleh GPS sendiri telah dikategorikan menjadi 2 jenis. Yang pertama adalah Standart Positioning Service (SPS) dan kedua Precise Positioning Service (PPS). Sistem SPS adalah sistem yang dijual untuk pengguna diluar Departemen Pertahanan AS, termasuk yang dipakai Angkatan Bersenjata Indonesia atau Australia.  SPS menyediaan frekuensi GPS L 1 yang mengandung kode Coarse Acquisition (CA) dan data navigasi. Untuk sistem ini, Departemen Pertahanan AS sudah memberikan error signal yang menurunkan keakuratan receiver  GPS untuk menghitung posisi. Sistem GPS jenis SPS bisa diakses dengan menggunakan peralatan receiver (yang bisa dibeli di pasar bebas) setiap saat. 

Sedangkan GPS jenis kedua adalah GPS PPS yang memiliki keakuratan yang sangat tinggi, baik waktu, kecepatan, dan posisi. Sayangnya, sistem GPS ini hanya digunakan oleh Departemen Pertahanan AS dan instansi lain yang diberi lisensi. PPS akan mengirimkan data, dengan menggunakan frekuensi L1 dan L2 dan hanya untuk kepentingan militer. Inilah strtegi dagang Amerika Serikat yang tidak mau menjual produk terbaiknya pada sembarang orang. Hal ini sebenarnya tidak pada GPS saja, pada peralatan militer lain seperti pesawat dan senjata, selalu ada bagian-bagian yang dibatasi/dihilangkan.

GPS pada dasarnya terdiri dari 3 bagian utama yaitu SPACE, CONTROL, dan USER. SPACE adalah 24 satelit luar angkasa. CONTROL adalah 5 stasiun monitor yang ada di Hawaii, Kwajalein, Ascension Island, Diego Garcia, dan Colorado Springs. Terdapat 3 ground antenna yaitu Ascension Island, Diego Garcia, dan Kwajalein. Sedangkan Master Control Station (MCS) berlokasi di Falcon AFB di Colorado. Stasiun monitor selalu mengawasi satellit, dan mengecheck error data yang dipancarkan. Data-data ini diproses di MCS untuk menentukan orbit satelit dan mengkoreksi data yang dikirim oleh satelit.   Setelah dikoreksi, data itu dikirm balik ke tiap-tiap satelit lewat ground antenna. Dengan cara ini, satelit akan mentransmisikan data yang tepat pada semua pengguna. Bagian ketiga adalah USER. Para pengguna jasa GPS bisa mendapatkan atau membeli receiver GPS, tentunya tipe SPS untuk bisa mengakses pancaran satelit.
Untuk receiver GPS sendiri bermacam-macam jenisnya, sehingga para pengguna bisa menentukan mana yang lebih disukai. Pada saat pertama kali dikeluarkan, peralatan ini mempunyai harga yang mahal. Namun pada saat sekarang sekarang harganya sudah relatif murah.