Global positioning System (GPS) adalah sistem militer AS yang terutama ditujukan untuk navigasi global. Sistem ini menyediakan informasi penentuan posisi yang sangat akurat untuk navigasi. Sistem GPS terdiri dari konstelasi 24 satelit yang mengorbit. Setiap satelit memiliki jam atom on-board, yang ideal untuk memberikan referensi waktu yang sangat akurat.
Artikel ini membahas bagaimana jam GPS dapat digunakan untuk memberikan referensi waktu yang akurat untuk komputer dan jaringan komputer. Sistem GPS sering digunakan untuk aplikasi pengaturan waktu komputer, seperti server waktu NTP dan referensi waktu yang akurat.
GPS genggam untuk pemula
Waktu GPS
Waktu GPS terus disiarkan oleh sistem GPS. Waktu dirujuk ke UTC (Universal Coordinated Time), yang sama di seluruh dunia dan tidak berbeda dengan zona waktu. Informasi waktu GPS dapat diterima dengan peralatan yang relatif murah, seperti penerima GPS dan antena.
Sinyal GPS adalah sinyal radio berdaya rendah yang sangat lemah. Sinyal memiliki dua frekuensi yang ditentukan, L1 dan L2. Frekuensi, L1, adalah frekuensi GPS sipil yang ditransmisikan pada 1575,42 MHz. Sinyal bergerak dalam garis lurus dan dapat melewati awan, kaca, dan plastik tetapi terhalang oleh benda-benda seperti logam dan batu bata. Lokasi yang ideal untuk antena GPS karena itu di atap dengan pemandangan langit yang bagus. Seringkali, pemasangan antena di sisi bangunan atau di jendela dapat memberikan pandangan yang cukup baik ke langit untuk memberikan hasil yang memadai.
Jam GPS
Sistem GPS menyediakan layanan sinkronisasi waktu bebas-ke-udara; tidak ada pengaturan atau biaya berlangganan yang sedang berlangsung. Banyak sistem komputer menggunakan jam GPS sebagai referensi waktu yang akurat. Sistem server NTP yang sangat akurat menggunakan jam GPS sebagai referensi eksternal untuk menyinkronkan server Network Time Protocol. Biasanya, penerima GPS dapat memberikan informasi waktu ke dalam beberapa nanodetik dari UTC. Keakuratan yang dicapai oleh penerima GPS umumnya lebih dari yang diperlukan untuk sebagian besar aplikasi pengaturan waktu jaringan komputer.
Output Penerima GPS
Penerima GPS secara konstan menampilkan informasi posisi dan waktu. Secara umum, informasi ditransmisikan ke dan dari penerima melalui antarmuka serial RS232. Ada protokol antarmuka GPS standar, yang paling umum adalah NMEA. Protokol NMEA terdiri dari sejumlah kalimat, atau string karakter, yang dikirimkan pada 4800 bit per detik. Yang terkandung dalam setiap string karakter adalah informasi waktu dan posisi yang akurat. Karena latensi yang terlibat dalam komunikasi serial, kalimat-kalimat NMEA umumnya tidak cukup akurat untuk memberikan referensi waktu. Oleh karena itu output pulsa per detik (PPS) digunakan. Output PPS adalah output pulsa akurat setiap detik yang disejajarkan dengan awal setiap detik. Output PPS dapat dimasukkan ke dalam garis kontrol pada antarmuka RS232 untuk memberikan input interupsi perangkat keras untuk penentuan waktu yang akurat. Seringkali saluran DCD RS232 digunakan sebagai input PPS dari penerima GPS. Output PPS yang dikombinasikan dengan timing NMEA dan informasi posisi menyediakan referensi waktu yang sangat akurat untuk komputer.
Antena GPS
Antena GPS adalah penguat sinyal yang meningkatkan sinyal GPS untuk transmisi sepanjang kabel, biasanya membujuk, ke penerima. Antena GPS yang digunakan untuk tujuan pengaturan waktu umumnya adalah perangkat pemasangan kutub berbentuk kubah untuk pemasangan permanen di lokasi statis. Biasanya, antena GPS berukuran cukup kecil, dengan diameter kurang dari 900 mm
Pengkabelan GPS
Jarak kabel yang dapat digunakan oleh antena GPS dan penerima tergantung pada penguatan antena GPS dan kualitas coax yang digunakan dalam instalasi. Antena GPS tipikal mungkin memiliki penguatan 35 db. Coax berkualitas rendah seperti RG58 memiliki pelemahan 0,64 db / m pada 1575 MHz. Oleh karena itu, lari kabel 55m dapat diperoleh dengan menggunakan kabel RG58. Membujuk dengan kualitas yang lebih tinggi, seperti LMR400, rangkaian kabel tanpa kabel 200m dapat dicapai. Namun, coax kualitas sangat tinggi bisa mahal. Kompromi yang baik adalah kabel LMR200, yang dapat dijalankan tanpa bantuan hingga 80m. Jarak yang lebih jauh dapat dicapai dengan bantuan amplifier GPS, yang memperkuat sinyal GPS lebih jauh, untuk meningkatkan jarak kabel. Cara Menggunakan Gps Dikembangkan oleh militer Amerika Serikat, GPS menggabungkan setidaknya 24 satelit komunikasi di orbit tinggi, yang semuanya mengandung peralatan timing yang tepat untuk memungkinkan satelit melakukan triangulasi posisi secara akurat.
Namun, setiap referensi waktu jam atom yang sangat akurat dari satelit juga dapat digunakan oleh server NTP (Network Time Protocol) untuk menyinkronkan jaringan komputer menggunakan waktu GPS yang sangat akurat sebagai referensi eksternal..
GPS adalah sumber waktu dan frekuensi yang ideal karena dapat memberikan waktu yang sangat akurat di mana saja di dunia menggunakan komponen yang relatif murah. Setiap satelit GPS mentransmisikan dalam dua frekuensi L2 untuk penggunaan militer dan L1 untuk digunakan oleh warga sipil yang ditransmisikan pada 1575 MHz, antena dan penerima GPS berbiaya rendah kini tersedia secara luas..
Sinyal radio yang ditransmisikan oleh satelit dapat melewati jendela tetapi dapat dihalangi oleh bangunan sehingga lokasi yang ideal untuk antena GPS adalah di atap dengan pemandangan langit yang bagus. Semakin banyak satelit yang dapat diterimanya dari sinyal yang lebih baik. Namun, antena yang dipasang di atap dapat rentan terhadap serangan pencahayaan atau lonjakan tegangan lainnya sehingga penekan sangat disarankan untuk dipasang inline pada kabel GPS.
Kabel antara antena GPS dan penerima juga sangat penting. Jarak maksimum yang dapat dijalankan oleh kabel biasanya hanya 20-30 meter tetapi kabel coax berkualitas tinggi yang dikombinasikan dengan penguat GPS yang dipasang sejajar untuk meningkatkan gain antena dapat memungkinkan lebih dari 100 meter kabel yang berjalan.
Penerima GPS kemudian menerjemahkan sinyal GPS yang dikirim dari antena ke protokol yang dapat dibaca komputer yang dapat digunakan oleh sebagian besar server waktu dan sistem operasi termasuk, Windows, LINUX dan UNIX.
Penerima GPS juga mengeluarkan pulsa yang akurat setiap detik yang dapat digunakan oleh server GPS Network Time Protocol (NTP) dan server waktu komputer untuk memberikan pengaturan waktu yang sangat tepat. Waktu pulsa-per-detik pada sebagian besar penerima akurat hingga dalam 0,001 detik dari UTC (Waktu Universal Terkoordinasi atau Tempel Universel Coordonné)
GPS sangat ideal dalam memberikan referensi waktu eksternal kepada server waktu NTP atau komputer yang berdiri sendiri untuk sinkronisasi. Bahkan dengan peralatan yang relatif murah, akurasi ratusan nanodetik (satu nanodetik = sepersejuta detik) dapat dicapai secara wajar menggunakan GPS sebagai referensi eksternal.
Hak Cipta (c) 2008 Richard Williams