GPS: Bagaimana Ponsel Tahu Lokasi Anda?

Sistem Penentuan Posisi Global, atau GPS (Global Positioning System), adalah jaringan luar angkasa yang memungkinkan perangkat seperti ponsel Anda untuk menentukan lokasi mereka dengan akurasi tinggi di mana pun di Bumi. Jantung dari sistem ini adalah konstelasi setidaknya 24 hingga 32 satelit yang mengorbit Bumi pada ketinggian sekitar 20.000 kilometer. Setiap satelit membawa jam atom yang sangat akurat dan secara terus-menerus memancarkan sinyal radio ke Bumi, mencakup informasi tentang identitas satelit dan waktu persis saat sinyal dikirim.

Perangkat GPS Anda di darat tidak mengirimkan sinyal kembali ke satelit, melainkan hanya berfungsi sebagai penerima. Kunci dari penentuan lokasi adalah proses yang disebut trilaterasi. Saat perangkat Anda menerima sinyal dari satelit, ia mencatat waktu penerimaan dan membandingkannya dengan waktu pengiriman yang tertera pada sinyal. Perbedaan waktu ini memungkinkan perangkat menghitung jarak dari satelit tersebut (karena sinyal bergerak pada kecepatan cahaya).

Agar berhasil menentukan posisi dua dimensi (lintang dan bujur), perangkat setidaknya perlu mengukur jarak dari tiga satelit. Namun, untuk menentukan posisi tiga dimensi (termasuk ketinggian) dan untuk mengoreksi kesalahan waktu kecil yang ada di penerima ponsel, perangkat umumnya membutuhkan sinyal dari satelit keempat. Menariknya, bahkan GPS harus memperhitungkan efek Relativitas Umum Einstein, karena gravitasi Bumi dan kecepatan satelit memengaruhi aliran waktu mereka, yang jika tidak dikoreksi, dapat menyebabkan kesalahan posisi hingga beberapa kilometer per hari.