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