Teori Fisika pada Penggunaan Global Positioning System (GPS)

GPS dapat membantu manusiadalam kegiatan sehari-hari, seperti mengetahui posisi dengan cepat, menentukan rute perjalanan, mengetahui ketinggian suatu tempat, bahkan untuk melihat situasi lalu lintas terkini. GPS juga banyak terpasang pada berbagai macam kendaraan yang berguna untuk menunjukkan arah atau navigasi. 

GPS mengandung tiga komponen utama, yaitu: Satelit, Pengendali dan Penerima atau pengguna. Satelit memiliki fungsi untuk menerima dan menyimpan data yang dikirim dari stasiun kontrol.

Menyimpan dan menjaga informasi waktu yang sangat akurat (menurut jam atomik satelit) dan terus mengirimkan sinyal dan data ke pesawat penerima (receiver).

Peran pengontrol adalah untuk mengendalikan dan mengontrol satelit dari bumi, mengontrol keadaan satelit dari bumi, menentukan dan memprediksi lintasan waktu, menyinkronkan waktu antar satelit dan mengirim data ke satelit.

Tugas penerima adalah menerima data dari satelit dan mengolahnya untuk menentukan lokasi yang diinginkan pengguna (lokasi tiga dimensi, yaitu koordinat di bumi ditambah ketinggian), arah, jarak dan waktu yang dibutuhkan oleh pengguna.

Ada dua jenis penerima, yaitu navigasi dan penerima geodetik.

Teori relativitas memegang peranan yang sangat penting dalam teknologi GPS untuk meningkatkan akurasi penentuan posisi objek di permukaan bumi.

Teknologi GPS mungkin tidak dapat digunakan tanpa peran relativitas khusus dan umum. Selain ruang dan waktu, massa juga berubah. Semakin cepat benda bergerak, semakin berat massanya. Faktanya, tidak ada objek pesawat luar angkasa yang bisa mencapai 100% kecepatan cahaya.

BACA JUGA:Kupas Tuntas Tantangan dan Manfaat Teknologi Robotik Dalam Bisnis

Dalam hal ini massa mesin melonjak hingga tak terhingga. Hubungan antara massa dan kecepatan sering dinyatakan dengan persamaan E = mc², dimana E adalah energi, m adalah massa, dan c adalah kecepatan cahaya.

Teori relativitas Einstein mencakup teori relativitas khusus dan teori relativitas umum. Kedua teori ini menawarkan wawasan baru ke dalam konsep ruang-waktu empat dimensi dan bentuk alam semesta yang berhingga namun tak terbatas.

Secara umum, teori ini berbicara tentang tiga hukum fisika dasar: Pertama, tidak ada hal mutlak yang dapat dijadikan acuan atau kerangka acuan untuk mendefinisikan sesuatu.

Termasuk mengukur persepsi kecepatan, momentum, dan perjalanan waktu yang dialami suatu benda. Selalu ada hal-hal yang mempengaruhi kondisi tersebut. Kedua, kecepatan cahaya selalu sama, tidak peduli siapa atau seberapa cepat seseorang mengukurnya. Ketiga, tidak ada yang lebih cepat dari kecepatan cahaya.

Cara kerja GPS cukup sederhana yaitu (1) penggunaan perhitungan triangulasi satelit; (2) GPS mengukur jarak dengan waktu perambatan sinyal radio dengan perhitungan triangulasi; (3). GPS membutuhkan akurasi waktu yang tinggi untuk mengukur waktu perjalanan; (4). Mengetahui posisi pasti satelit dan ketinggian orbitnya untuk menghitung jangkauan, dan (5) mengoreksi delay atmosfer pada sinyal hingga diterima oleh penerima.

Satelit GPS mengirimkan informasi waktu yang sangat akurat, sehingga dapat menentukan informasi lokasi pengguna.

Sumber: