Post on 15-Jun-2015
GPS (Global Positioning System)
1.0 Pengenalan
GPS (Global Positioning System) merupakan satu sistem dan peralatan
navigasi yang berpaksikan satelit untuk mengenal pasti kedudukan di permukaan
bumi. Penentuan kedudukan di permukaan bumi adalah berdasarkan bacaan
garis lintang dan garis bujur. Ini bermakna penentuan kedudukan ini berasaskan
garisan Khatulistiwa (Equator) dan Greenwich. Disebabkan kedudukan Malaysia
berada ke utara garisan Khatulistiwa dan ke timur garisan Greenwich maka
bacaan kedudukan adalah berdasarkan darjah utara dan darjah timur. Pada
peringkat permulaan, koordinat yang digunakan ialah dalam bentuk darjah, minit
dan saat (latitude dan longitude). Walau bagaimanapun sistem yang sedia ada ini
ditukar kepada sistem yang lain mengikut kesesuaian sesuatu negara.
GPS berfungsi dalam semua keadaan cuaca, di mana jua di dunia ini, 24
jam sehari. Tiada sebarang yuran atau bayaran pemasangan dikenakan kepada
pengguna peralatan GPS.
2.0 Fakta mengenai GPS
GPS merupakan sistem navigasi berasaskan satelit yang diletakkan di orbit
oleh Jabatan Pertahanan Amerika Syarikat yang menyediakan ketepatan
nanosaat. Sistem ini dikenali dengan nama lengkapnya NAVSTAR GPS. Terdapat
24 buah satelit di angkasa mengelilingi bumi melalui 6 laluan yang berlainan dan
mengorbit dalam jangkamasa 12 jam pada ketinggian 20200 km. Ia juga
dilengkapi dengan jam rubidium dan ceasium. Satelit GPS beratnya dianggarkan
2000 paun dan ukurannya lebih kurang 17 kaki melintang dengan kedudukan
panel solarnya di luar manakala kuasa penghantaran isyarat hanya sebanyak 50
watt atau kurang daripada itu.
Satelit GPS pertama dilancarkan pada tahun 1978 dan konstelasi penuh 24
satelit dicapai pada tahun 1995. Setiap satelit dibina untuk bertahan selama 10
tahun dan diganti apabila sampai masanya.
Sistem GPS ini mengandungi tiga segmen iaitu segmen angkasa terdiri dari
satelit-satelit GPS, segmen kawalan kepada satelit-satelit oleh Jabatan
Pertahanan Amerika Syarikat dan segmen pengguna.
3.0 Bagaimana GPS Berfungsi
GPS tidak menghantar isyarat kepada satelit tetapi ia hanya menerima
isyarat dan memprosesnya. Pada asasnya, penerima GPS membandingkan masa
isyarat yang dikeluarkan oleh satelit dan masa semasa ia diterima. Penerima GPS
mesti dapat menerima isyarat sekurang-kurangnya dari 3 satelit untuk mengira
posisi 2 dimensi (garis lintang dan garis bujur). Dengan penerimaan isyarat dari 4
atau lebih satelit, penerima boleh menentukan posisi 3 dimensi (garis lintang, garis
bujur dan ketinggian). Apabila posisi pengguna telah dapat ditentukan, unit GPS
ini boleh mengira maklumat lain, seperti kelajuan, bearing, susur, jarak perjalanan,
jarak ke destinasi dan lain-lain lagi.
Terdapat sistem navigasi yang serupa dengan GPS iaitu GLONASS,
Galileo. GLONASS merupakan satu sistem yang ditadbir urus oleh Rusia. Secara
amnya sistem GLONASS sama seperti GPS yang mana ia mempunyai 24 satelit.
Walau bagaimanapun sistem ini kurang popular. Galileo pula merupakan satu
sistem yang ditadbir oleh Kesatuan Eropah. Sistem navigasi yang sedang
dibangunkan ini akan mengandungi konstelasi 30 satelit apabila siap kelak.
4.0 Jenis-Jenis GPS
GPS dibahagikan kepada 2 kumpulan iaitu GPS yang digunakan untuk
pemetaan dan GPS yang digunakan untuk navigasi. Pada kebiasaannya, bagi
seorang juru ukur berlesen akan menggunakan GPS pemetaan disebabkan
kejituan yang lebih tepat. Sementara itu, di dalam bidang pertanian, GPS jenis
navigasi digunakan dalam membuat perancangan pembangunan dan kerja-kerja
yang tidak memerlukan kejituan yang tinggi.
Di Malaysia banyak jenama GPS di pasaran, antaranya ialah Garmin,
Lowrance, Magellan, Trimble dan Topcon. Sesetengah GPS boleh menerima
cerapan satelit lebih daripada satu sistem navigasi dan ia di namakan Global
Navigation Satellite System (GNSS).
5.0 Teknologi GPS di Malaysia
Teknologi GPS di Malaysia semakin berkembang dan penggunaan
teknologi ini dalam kerja-kerja mengukur dan pemetaan telah bermula sejak
tahun 1989. Sehingga kini, pelbagai kaedah dan teknik pengukuran GPS telah
digunakan sesuai dengan kehendak dan tujuan sesuatu pengukuran itu
dijalankan. Perkembangan dan kemajuan teknologi GPS seterusnya pula telah
membolehkan pengukuran dilaksana dengan lebih tepat, cepat dan efisien.
Jabatan Ukur dan Pemetaan Malaysia (JUPEM) merupakan jabatan yang
dipertanggungjawab dalam pembangunan teknologi GPS di Malaysia. Sejak
tahun 1997 sehingga tahun 2000, JUPEM telah mendirikan sebanyak 18 buah
stesen Malaysia Active GPS System (MASS). Stesen ini diwujudkan bagi
membekal maklumat pembetulan data dan menambah ketepatan bacaan GPS.
Seterusnya, pihak JUPEM telah mewujudkan MyRTKnet. MyRTKnet merupakan
satu sistem prasarana yang dibentuk oleh jaringan stesen-stesen rujukan GPS
dengan Pusat Kawalan yang diselenggara oleh JUPEM dan sistem telekomunikasi
bagi membekal data-data GPS yang diperlukan terutama untuk menghasilkan
maklumat kedudukan di lapangan dalam masa hakiki. Jaringan ini terdiri daripada
27 stesen kekal GPS yang berjarak di antara 30 hingga 150 km (kecuali bagi
Sabah dan Sarawak yang berjarak lebih kurang 150 km). Stesen-stesen ini dibina
khusus untuk mengutip data GPS secara berterusan yang kemudiannya
disalurkan kepada Pusat Kawalan di Seksyen Geodesi JUPEM melalui talian
telekomunikasi jalur lebar. Pusat Kawalan MyRTKnet pula bertanggungjawab
menerbit dan menyebar data pembetulan GPS kepada pengguna bergerak dalam
masa hakiki. Dalam hubungan ini, maklumat kasar kedudukan pengguna yang
dihantar ke Pusat Kawalan melalui penggunaan telefon selular akan terlebih
dahulu dirujuk kepada beberapa stesen rujukan kekal GPS di dalam jaringan di
mana pengguna itu berada. Segala pembetulan efemeris satelit dan kesan
atmosfera bagi kawasan jaringan akan dimodelkan dan maklumat pembetulan
data GPS disalur kepada pengguna berkenaan bagi membolehkan penentuan
kedudukan tempat cerapan.
Dengan adanya MyRTKnet, pengguna akan perolehi ketepatan GPS bagi
pemetaan kurang dari 3 cm mendatar dan kurang dari 6 cm menegak masa hakiki.
Manakala GPS bagi navigasi (Differential Global Positioning System (DGPS))
ketepatannya adalah di antara 20-50 cm setelah pembetulan dilakukan.
6.0 Sistem Unjuran GPS
Penentuan unjuran GPS mestilah selaras dengan unjuran peta rujukan
yang digunakan. Penggunaan GPS di dalam pembangunan projek-projek
pertanian di Semenanjung Malaysia adalah berdasarkan sistem unjuran Rectified
Skew Orthomorphic (RSO) dan Malaysian Revised Triangulation (MRT) 1994.
Datum (titik rujukan) yang digunakan ialah Kertau manakala unit yang digunakan
ialah unit meter sebagaimana yang digunakan oleh pihak JUPEM dalam peta
rujukan yang dibekal kepada DOA.
Oleh yang demikian, koordinat peta lot kadestra tidak boleh ditentukan
dengan mengguna GPS disebabkan koordinat yang berbeza dan datum yang
berlainan. Data dari lot kadesrtra boleh dirujuk menggunakan GPS dengan syarat
data tersebut perlu diproses terlebih dahulu menggunakan perisian sistem
maklumat geografi (GIS) dengan membuat unjuran yang sama dengan GPS. Di
masa hadapan kesemua unjuran peta topo dan lot kadestra akan menggunakan
satu unjuran iaitu Geodetic Datum Malaysia (GDM 2000). Unjuran ini
membolehkan maklumat koordinat daripada peta lot kadestra dirujuk terus
menggunakan GPS.
7.0 Kegunaan GPS Dalam Jabatan Pertanian
Di Malaysia, perkembangan teknologi GPS dan kemajuan perisian sistem
maklumat geografi (GIS) telah mencetus suatu arus revolusi baru dalam bidang
pertanian. Penggunaan GPS terbukti dapat membantu dari segi membuat
perancangan dan pembangunan projek-projek pertanian.
Penggunaan GPS oleh Jabatan Pertanian telah dimulakan pada awal tahun
90an. Ketika itu, penggunaan GPS hanya sebagai alat untuk menentukan lokasi
sesuatu tempat berpandukan peta yang dibekalkan. Ini kerana teknologi
penerimaan isyarat oleh peralatan GPS sangat lemah dan memerlukan masa
yang lama untuk menentukan lokasi sesuatu tempat. Keadaan ini menyebabkan ia
tidak begitu popular dan praktikal di kalangan pengguna.
Seiring dengan perkembangan teknologi telekomunikasi dan sistem
maklumat geografi yang begitu pesat, fungsi GPS telah ditambah baik di mana
penggunaannya dapat diperluas dalam aktiviti-aktiviti pertanian lain. Tidak terhad
kepada penentuan lokasi, kini GPS berupaya mengukur jarak dan keluasan
sesuatu kawasan.
7.1 Menandakan lokasi atau kawasan
Keupayaan GPS menandakan satu titik lokasi dengan mudah dan
tepat adalah dengan adanya tiga perkara iaitu satelit yang mengorbit bumi
(Satelit GPS mengelilingi bumi 2x sehari), stesen pengendali dan pemantau
di bumi dan alat penerima GPS (GPS receiver). Namun tahap ketepatan
sesuatu koordinat lokasi bergantung kepada jenis alat penerima GPS.
Dalam DOA, Bahagian Pengurusan dan Pemuliharaan Sumber Tanah
merupakan perintis kepada penggunaan GPS. Justeru faedah-faedah yang
diperolehi banyak melibatkan aktiviti-aktiviti berkaitan tanah.
Pembangunan sesuatu kawasan baru untuk projek pertanian perlu
dijalankan siasatan tanah terlebih dahulu. Tujuan siasatan tanah adalah
untuk mengetahui kesesuaian tanah untuk tanaman. Pada tahun sebelum
90an aktiviti siasatan tanah hanya dilakukan berdasarkan rujukan peta topo
sahaja. Segala siasatan dan aktiviti siasatan tanah di lapangan pula adalah
berdasarkan kompas dan petunjuk sedia ada seperti sungai-sungai, jalan
dan sebagainya. Penandaan maklumat lokasi adalah berdasarkan kepada
peta topo. Dengan adanya teknologi GPS, kerja-kerja siasatan tanah
dalam menentukan lokasi di lapangan dapat dilaksana dengan lebih tepat.
GPS juga banyak membantu dalam menandakan titik koordinat siasatan
tanah separa lengkap, siasatan tanah lengkap, siasatan tanah Ad-hoc dan
koordinat kajian tanah (pedon).
Selain itu, GPS turut membantu penyiasatan guna tanah dalam
penjejakan lokasi ketika verifikasi di lapangan. Hasilnya, tugasan verifikasi
dapat dilaksana dengan cepat dan data yang diperolehi daripada lapangan
untuk dikemaskini dalam peta guna tanah juga adalah tepat. Ini
membuktikan tahap integriti segala data berkaitan tanah yang dikeluarkan
oleh DOA sebagai custodian kepada maklumat tanah dan guna tanah
negara adalah tinggi.
GPS juga digunakan untuk menanda titik koordinat sampel tanah,
baja dan daun, petak pemerhatian untuk kajian larian hakisan dan analisis
sampel air bagi pensijilan SALM /SOM. Kesemua data akan disimpan
dalam bentuk data spatial untuk rujukan pada masa hadapan.
Melihat kepada senario kemajuan teknologi GPS dewasa ini,
penggunaannya dalam DOA tidak harus terhad kepada aktiviti berkaitan
tanah sahaja sebaliknya ia juga boleh digunakan untuk menanda kawasan
wabak penyakit. Data-data serangan penyakit yang diperolehi akan
disimpan di dalam satu pangkalan data. Daripada pangkalan data ini, trend
atau corak sesuatu wabak penyakit boleh dilihat menggunakan perisian GIS
untuk program pemantauan.
Selain itu ia juga dapat menanda lokasi kawasan projek-projek
kelompok di bawah DOA termasuk salah satu projek berimpak tinggi iaitu
Taman Kekal pengeluaran Makanan (TKPM). Di dalam projek seumpama
ini, GPS digunakan dalam pembahagian kawasan, menanda kedudukan
tempat atau bangunan, melakar jalan-jalan ladang, mengukur jarak
kawasan, menentukan keluasan kawasan dan seterusnya pemetaan peta
kawasan yang lengkap,
Bagi melancarkan kerja-kerja pengurusan dan pemetaan ladang,
GPS dapat membantu dalam menentukan koordinat infrastruktur di dalam
kawasan ladang seperti bangunan, tangki air, sistem saliran dan pengairan
dan sebagainya.
7.2 Mengukur Jarak
Dengan adanya kemudahan tracking di GPS ia berkemampuan
melakar jalan-jalan ladang bagi tujuan pemetaan. Kemudahan ini boleh
digunakan sebagai alat menganggar kemajuan sesuatu projek sebagai
contoh projek pembinaan jalan ladang atau projek membuat parit. Kita
boleh mengganggarkan jarak untuk membuat pembayaran berdasarkan
kemajuan sesuatu projek.
7.3 Mengukur keluasan
Peralatan GPS juga boleh digunakan dalam pengukuran keluasan
sesuatu kawasan secara terus di lapangan. Data-data yang diambil
disimpan dan diproses untuk kerja pemetaan kawasan tersebut. Sebagai
contoh, GPS boleh dimanipulasi bagi mendapatkan keluasan kawasan
bertanam, kawasan diserang penyakit atau keluasan tanaman yang
musnah akibat banjir. Data–data ini sangat penting bagi tujuan
perancangan dan penilaian. Himpunan data yang disimpan oleh GPS
seterusnya diproses di pejabat menggunakan perisian GIS. Tujuan
pemprosesan data tersebut adalah untuk visualisasi dalam bentuk peta
bagi memudahkan strategi perancangan selanjutnya. Sila lihat rajah 1
7.4 Perancangan Pembangunan Tanah untuk Pertanian
Di dalam pembangunan kawasan untuk pertanian, contohnya Taman
Kekal Pengeluaran Makanan (TKPM), GPS telah digunakan sebagai alat
untuk memudahkan kerja pemecahan lot kawasan kepada lot yang lebih
kecil. Bagi tujuan perancangan, kawasan TKPM yang telah dikenalpasti
akan dipecahkan kepada lot-lot yang lebih kecil mengikut keluasan yang
ditentukan. Sebelum menjalankan aktiviti pemecahan lot kepada kawasan
lot yang lebih kecil, sempadan lot kadestra TKPM perlulah dikenalpasti
terlebih dahulu oleh juru ukur yang bertauliah. Penggunaan GPS hanyalah
sebagai alat untuk menganggar kawasan dan untuk memudahkan kerja.
Setelah kerja–kerja lot sempadan dikenal pasti, GPS diguna untuk
menanda atau memplot segala infrastruktur yang sedia di kawasan tersebut
seperti jalan ladang, bangunan, kolam tadahan dan sebagainya. Kemudian
data yang diperolehi akan diproses menggunakan perisian sistem
maklumat geografi (GIS) seperti ArcView. Perancangan yang teliti perlu
dibuat di pejabat sebelum verifikasi di lapangan dilakukan sekali lagi. Di
lapangan GPS membantu mencari lokasi berdasarkan pecahan lot
mengikut perancangan. Kegunaan GPS hanyalah sebagai alat untuk
memudahkan perancangan dan ia tidak boleh digunakan sebagai lot
kadestra. Sila Lihat rajah 2
8.0 Kesimpulan
GPS merupakan peralatan yang sedikit-sebanyak mempermudahkan kerja
justeru itu ianya dapat membantu didalam membuat perancangan, penilaian dan
pembangunan projek-projek pertanian. Perkembangan teknologi GPS yang pesat
pada masa hadapan, dijangka akan memberi ketepatan yang lebih jitu. Gabungan
diantara GPS dan perisian GIS merupakan satu langkah yang terbaik didalam
menyimpan data-data spatial untuk pembangunan pertanian di negara ini.
Rujukan
Ahmed El-Rabbany (2006) Introduction to GPS. The Global Positioning System. second edition.
Mc Namara (2008) GPS for dummies . Wiley Publising
Teunissen, P.J.G and Klensberg .A (1996). GPS for Geodesy
Workshop. Surveying With a Single GPS receiver in My RTK net Environment 2008. Holiday Villa Hotel, Subang, Selangor
Rajah 1: Peta Kawasan Stesen Pertanian Lojing Gua Musang, Kelantan
Rajah 2: Pelan Kawasan Taman Kekal Pengeluaran Makanan (TKPM) Telong Daerah Bachok, Kelantan
GPSMAP 60CSX
Pengenalan
GPSMAP 60CSX merupakan salah satu model gps GARMIN yang
mempunyai keupayaan menyimpan data titik (waypoint) sebanyak 1000 data, 20
data garisan (line). Selain dari itu ianya mengandungi aplikasi magnetik kompas yang
dapat membantu pengguna menetukan bearing dan dilengkapi antena yang sensitif
tersedia didalam serta slot kad untuk muat turun peta.
Mempunyai cerapan satelit sebanyak 24 buah serta berupaya memberi
ketepatan sehingga kurang daripada 3 meter sekiranya aplikasi waas(Wide Area
Augmentation System) diaktifkan. GPS ini juga dilengkapi dengan jam,berbagai
posisi format dan DATUM.
GPS ini merupakan anatara GPS yang mudah dikendalikan serta harganya
yang berpatutan. Rajah 1 menunjukkan fungsi setiap butang GPS.
Rajah 1 : Fungsi-fungsi butang GPSMAP 60CSX
Kaedah Penggunaannya
Untuk menggunakan GPSMAP 60CSX serta mendapatkan bacaan satelit yang lebih
tepat beberapa aspek perlulah di tentukan terlebih dahulu iaitu:-
1. Paparan utama
2. Sistem
3. Konfugurasi unit
4. Konfugurasi heading
5. Konfugurasi masa
6. Kalibrasi kompas
7. Kalibrasi ketinggian
8.
Paparan utama
Paparan utama merupakan paparan yang disediakan untuk kemudahan
pengguna. Paparan utama ini boleh diubah-ubah sama ada ditambah atau
dikurangkan berdasarkan kerja yang dilakukan. Untuk melihat paparan utama kita
haruslah mengaktifkan GPS terlebih dahulu. Untuk mengaktifkan GPS adalah
dengan menekan butang yang terdapat diatas GPS seperti rajah 2.
Tekan butang selama bebeberapa saat
Rajah 2: Kaedah menghidupkan GPS
Paparan yang akan muncul apabila GPS dihidupkan atau diaktifkan adalah
seperti rajah 3.Terdapat enam paparan utama dan boleh ditukarkan dengan
menggunakan butang “page” dan butang “quit”.
Paparan satelit merupakan paparan yang menunjukkan bacaan lokasi, ketepatan,
kekuatan bacaan satelit serta kedudukan satelit . Rajah 4 menunjukkan kedudukkan
satelit sebaris dan ini mengurangkan ketepatan. Biasanya ketepatan lokasi adalah
kurang dari 5 meter.
Pertukan paparan berdasakan butang “PAGE”
Rajah 3:Paparan utama GPSMAP 60CSX
Rajah 4: Paparan satelit
Sistem
Perkara asas didalam konfugurasi gps ialah sistem dan ianya menentukan ketepatan
bacaan GPS . kaedahnya seperti rajah 5:-
1. Tekan butang menu 2x dan enter
2. Pilih ikon sistem dan enter
3. Konfigurasi seperti rajah dibawah. Letakkan “Normal” pada ruangan GPS
untuk mendapatkan bacaan yang lebih baik dan “battery saver” apabila
kekuatan bateri berkurangan. Walaubagaimanapun mode “battery saver” akan
mengurangkan ketepatan cerapan lokasi.
Rajah 5:Konfigurasi sistem
Konfugurasi unit
Unit adalah membawa maksud formasi sesuatu sistem dan Datum yang akan
digunakan. Kedua-dua ini adalah berdasarkan rujukan peta yang dibekalkan
ataupun berdasarkan lokasi kerja. Di Semenanjung Malaysia formasi sistem
yang biasa digunakan ialah Malaysia RSO dan datumnya adalah kertau.
Kedua-dua ini adalah sangat penting didalam menentukan lokasi di muka
bumi ini. Rajah dibawah menunjukkan kaedah menentukan unit yang betul di
Semenanjung Malaysia.
Konfugurasi heading
Heading ada hubung kait dengan kompas dan biasanya konfigurasi heading
adalah berdasarkan rajah dibawah.
Konfugurasi masa
Masa adalah sangat penting untuk menentukan waktu data dicerap. Ia
ditentukan berdasarkan dinegara mana kita berada. Biasanyan di Semenanjung
Malaysia penentuan masa adalah dicampur 8.00 jam. Rajah dibawah menunjukkan
kaedah menentukan masa di Semenanjung malaysia
Kalibrasi kompas
Kompas digunakan untuk menentukan “bearing”. Kompas hendaklah
selalu dikaliberasi untuk mendapatkan keputusan yang tepat. Semasa
kalibrasi kompas jauhkan dari peralatan yang berasaskan besi. Biasanya
kalibrasi kompas dibuat setiap kali hendak memulakan kerja-kerja lapangan.
Rajah dibawah menunjukkkan kaedah kalibrasi kompas
Kalibrasi ketinggian
Ketinggian menggambarkan kedudukan lokasi berdasarkan permukaan bumi. Oleh
yang demikian ketinggian yang diberikan oleh bacaan GPS adalah sebagai panduan
sahaja. Untuk mendapatkan ketinggian yang lebih tepat adalah dengan
mengkalibrasi altimeter. Titik rujukan hendaklah diperolehi terlebih dahulu sebelum
memulakan kalibrasi. Rajah dibawah menunjukkan kaedah kalibrasi altimeter
Kegunaan Asas GPS
Terdapat 3 kegunaan asas GPS iaitu
1. Menanda lokasi (Waypoint)
2. Mengukur luas atau jarak
3. Mencari lokasi
Menanda lokasi (Waypoint)
Untuk menandakan lokasi adalah dengan menekan butang “mark”. Pastikan bacaan
satelit dan konfigurasi aplikasi lain dalam keadaan yang betul. Rajah dibawah
menunjukkkan kaedah menandakan lokasi
Mengukur luas atau jarak
Untuk mengukur luas atau jarak konfigurasi “tracks” adalah sangat mustahak.
Biasanya cerapan vertis adalah berdasarkan masa. Masa yang terbaik adalah 2 saat.
Rajah diwah menunjukkan kaedah konfigurasitracks
Setelah konfigurasi “tracks” dibuat untukmengukur keluasan atau jarak pastikan
langkah-langkah dibawah di ikuti seperti rajah dibawah:-
1 . Pastikan clear memory
2. On kan trak log
3. Apabila selesai off trak dan save
4. Save entire trak
5. Penuhkan data (Data “name” dan “colour”) dan ok
Mencari lokasi
Mencari sesuatu lokasi adalah berdasarkan butang kekunci “find”. Setelah itu pilih
waypoint yang dikehendaki dan tekan “GO TO” seperti rajah dibawah