Apa Itu Sistem Satelit Navigasi BeiDou? Apa Bedanya Dengan GPS?
Administrasi luar angkasa China (CNSA) bukanlah badan antariksa tertua atau terbesar di dunia, tetapi akan mencapai prestasi yang hanya dicapai oleh sedikit orang di masa lalu; membangun sistem satelit navigasi global atau GNSS yang berfungsi penuh.
GNSS hanyalah sistem navigasi satelit yang menyediakan berbagai layanan geospasial di panggung global. Sampai sekarang, GPS buatan Amerika dan GLONASS Rusia adalah satu-satunya dua sistem yang beroperasi.
Saya hampir yakin bahwa sebagian besar pembaca kami mengetahui dengan baik tentang GPS atau Sistem Pemosisian Global dan pesaingnya yang sedikit kurang populer, GLONASS, tetapi apakah nama BeiDou membunyikan lonceng untuk Anda? Bagi mereka yang tidak tahu, BeiDou (BDS) adalah sistem navigasi satelit utama China yang hanya dikelola oleh CNSA.
Diyakini bahwa gagasan proyek ekstensif semacam itu pertama kali digagas pada 1980-an oleh pemerintah China sebagai tanggapan atas kemajuan Amerika dalam teknologi ruang-militer. BeiDou mengambil namanya dari asterisme Biduk, sekelompok bintang terang yang terletak di konstelasi Ursa Major.
Seperti GPS, GLONASS, Galileo, dan sistem navigasi lainnya yang sedang dikembangkan, tujuan akhir BeiDou adalah menyediakan layanannya secara global dengan akurasi yang lebih tinggi (relatif terhadap GNSS lainnya).
Untuk mencapai itu, seluruh proyek secara hati-hati diatur ke dalam tiga fase; tahap pertama (BeiDou-1) dimulai pada tahun 2000, tahap kedua pada tahun 2007, dan tahap akhir ketiga pada tahun 2015. Sistem Satelit Navigasi BeiDou diharapkan beroperasi secara global sekitar tahun 2020.
Sederhananya, BeiDou adalah GPS versi China tetapi dalam skala regional (setidaknya untuk saat ini). Ini hanya sistem navigasi regional kedua yang beroperasi di Asia, yang lainnya adalah NAVIC (dimiliki oleh INDIA). Jika semuanya berjalan dengan baik, BeiDou China akan menyaingi GLONASS dan GPS di tingkat global.
BeiDou-1 dan 2
Perbandingan orbit sistem satelit yang berbeda termasuk BeiDou-2 (COMPASS)
Fase pertama dan eksplorasi Sistem Satelit Navigasi BeiDou dimulai pada 30 Oktober 2000, dengan peluncuran BeiDou-1A satelit. Itu diikuti oleh BeiDou-1B dan BeiDou-1C, yang diluncurkan masing-masing pada 20 Desember 2000, dan 25 Mei 2003.
Keberhasilan penyebaran ketiga satelit BeiDou menandai keberhasilan awal proyek. Satelit cadangan (BeiDou-4D) juga diluncurkan nanti dalam keadaan darurat.
Menarik untuk dicatat bahwa keempat satelit BeiDou-1 ditempatkan di orbit geostasioner (GEO) dan bukan di orbit Bumi menengah (MEO) seperti halnya dengan GPS dan GLONASS.
Dengan menggunakan satelitnya di orbit geostasioner, BeiDou-1 menghilangkan kebutuhan akan konstelasi satelit yang besar, namun juga membatasi area maksimum (di Bumi) yang dapat dicakupnya. Area cakupan efektifnya adalah dari 70°BT hingga 140°BT dan 5°LU hingga 55°LU. BeiDou-1 sepenuhnya dihapus pada tahun 2012.
Pada catatan yang berbeda, pada tahun 2008, satu receiver BeiDou-1 berharga sekitar US$2.929 (CNY 20.000RMB), hampir 10 kali lebih mahal daripada terminal GPS pada waktu itu. Harganya sangat tinggi, kabarnya karena microchip impor yang mahal. Begitu mereka mulai memproduksi chip di dalam negeri, harganya turun jauh.
Perbandingan area yang dicakup oleh BeiDou-1 dan BeiDou-2 Gambar Courtesy:BeiDou.gov.cn
Fase kedua Sistem Navigasi BeiDou, BeiDou-2, juga dikenal sebagai KOMPAS , diperkenalkan pada tahun 2007 sebagai peningkatan yang signifikan dari sistem sebelumnya. Sampai tahun 2008, aparat navigasi Tiongkok hanya memberikan layanannya kepada militer dan lembaga pemerintah Tiongkok terkait lainnya, tetapi tersedia untuk penggunaan sipil dan komersial.
Di bawah fase ini, total 19 satelit dikerahkan (dua di antaranya sekarang sudah pensiun) dengan satu satelit akan diluncurkan pada 2019. Selama tahap awal, COMPASS menawarkan akurasi posisi yang dilaporkan 25 meter tetapi meningkat secara substansial setelah lebih banyak satelit menjadi operasional.
Sistem baru mulai beroperasi penuh pada Desember 2011 dan pada akhir 2012 membuka layanan penentuan posisi dan navigasi ke negara-negara lain di kawasan Asia-Pasifik. Cakupan BeiDou saat ini adalah antara 55°BT hingga 180°BT dan dari 55°LS hingga 55°LU.
Baca:10+ Organisasi Penelitian Luar Angkasa Terbaik di Dunia
Akurasi dan Frekuensi
Sama seperti GPS dan Galileo, BeiDou menyediakan layanannya di dua tingkat berbeda — layanan yang dapat diakses secara bebas untuk penggunaan sipil dan versi terbatas untuk militer. Layanan sipil memiliki akurasi pelacakan lokasi 10 meter dan akurasi sinkronisasi jam 10 nanodetik.
Di sisi lain, layanan terbatasnya memiliki akurasi pelacakan yang jauh lebih tinggi yaitu 10 sentimeter dan memiliki kemampuan transmisi data tingkat lanjut. Akses ke saluran terbatas BeiDou, hingga saat ini, hanya diberikan kepada Angkatan Bersenjata China dan Pakistan. Sinyal rentang BeiDou didasarkan pada metode Code-division multiple access (CDMA).
Alokasi frekuensi GPS, Galileo, dan BeiDou 2 (KOMPAS)
BeiDou-2 memiliki empat pita frekuensi yang dikenali; E1, E2, E6, dan E5B (ditunjukkan dalam bar merah pada gambar di atas). Seperti yang Anda lihat, keempat pitanya tumpang tindih dengan pita Galileo. Meskipun jenis tumpang tindih ini bermanfaat sampai batas tertentu (dapat mengatasi masalah yang terkait dengan desain terminal penerima atau ground), sebagian besar menimbulkan masalah serius seperti gangguan sinyal.
Ada kemungkinan besar bahwa jika kedua sistem navigasi aktif secara bersamaan dalam keadaan yang sama, mereka akan mengalami gangguan sinyal yang berat terutama dalam pita E1 dan E2, yang saat ini dialokasikan untuk layanan publik Galileo.
Namun, untuk menghindari jenis konflik ini, International Telecommunication Union (ITU) memiliki undang-undang universal 'first come first serve' yang memungkinkan hak frekuensi tertentu kepada negara yang mulai mengudara di dalamnya terlebih dahulu. Setiap negara pengguna berikutnya, yang ingin menggunakan frekuensi tersebut, harus meminta izin dari negara pemilik sebelum digunakan. Dengan cara ini kedua belah pihak dapat memastikan tidak ada gangguan pada siaran mereka.
Sekarang, hampir pasti bahwa BeiDou-2 China akan mulai mentransmisikan dalam pita yang disengketakan yang disebutkan di atas sebelum satelit Galileo dan dengan demikian mendapatkan hak utama atas frekuensi ini.
BeiDou-3
Administrasi Luar Angkasa Nasional China (CNSA) memprakarsai fase ketiga Satelit Navigasi BeiDou pada tanggal 30 Maret 2015, dengan peluncuran perdana satelit BDS-3 dari Pusat Luar Angkasa Xichang yang terletak di provinsi Sichuan. Sebanyak 35 satelit dijadwalkan untuk ditugaskan di bawah fase ini, 19 di antaranya sudah berada di orbitnya masing-masing.
BeiDou-3 disetel untuk memperkenalkan pita frekuensi baru; B1C/B1I/B1A, (1575,42 MHz), B2a/B2b (1191,795 MHz), B3I/B3Q/B3A (1268,52 MHz) termasuk frekuensi pengujian Bs (2492,028 MHz).
Dari total 35 satelit, 27 adalah satelit orbit bumi menengah (MEO), 5 satelit Inclined Geosynchronous Orbit (IGSO), dan 3 satelit Geostationary Orbit (GEO). Satelit ini juga memiliki kemampuan SAR (synthetic aperture radar) dan SBAS (Satellite-based Augmentation System) yang serupa dengan GPS dan GLONASS.
Penggunaan Komersial BeiDou
Sistem Satelit Navigasi BeiDou telah sukses secara komersial di Cina. Menurut China Daily, BDS membantu berbagai perusahaan swasta dan milik negara seperti China Aerospace Science and Industry Corp dan AutoNavi Holdings Ltd menghasilkan pendapatan lebih dari $31 miliar (200 miliar yuan) pada tahun 2015. Artikel tersebut juga menunjukkan angka ini dapat mencapai lebih dari $31 miliar. menjadi 400 miliar yuan pada tahun 2020.
Sejak 2013 banyak produsen ponsel di China telah membuat produk mereka kompatibel dengan sistem navigasi BeiDou. Jutaan kendaraan komersial, ribuan kapal penangkap ikan (di China) juga telah dilengkapi dengan BDS dan kemungkinan besar akan mendapatkan basis pelanggan di tahun-tahun mendatang.
Seperti yang Anda ketahui, semakin banyak perangkat seluler kini hadir dengan teknologi GPS dan GLONASS untuk cakupan dan layanan lokasi yang lebih baik, jadi mungkin hanya masalah waktu ketika BeiDou juga akan bergabung.
Bedanya Dengan GPS
Sistem Navigasi Satelit tidak diragukan lagi merupakan salah satu bagian penting dari teknologi yang dapat dimiliki negara mana pun saat ini, dan bahkan lebih berharga bagi China mengingat posisi geopolitik dan ekonominya saat ini dengan Amerika Serikat.
Dengan GPS di bawah kendali mereka, Angkatan Darat AS dapat secara efektif menonaktifkan layanannya di wilayah mana pun di dunia, itulah sebabnya banyak negara mengembangkan sistem independen mirip GPS.
Tidak ada banyak perbedaan antara keduanya selain akurasi. GPS memiliki ukuran konstelasi 31 satelit, sedangkan BeiDou baru akan memiliki sekitar 35 satelit. Saat beroperasi penuh (pada tahun 2020), Sistem Navigasi Satelit BeiDou diharapkan memberikan layanan lokasi yang lebih akurat daripada GPS.
Baca:Membuat Lubang Sementara Di Awan Untuk Meningkatkan Komunikasi Satelit
Kembali pada tahun 2016, diklaim bahwa sistem China akan mencapai tingkat akurasi milimeter (setelah pasca-pemrosesan), yang berarti akan sepuluh kali lebih akurat daripada tingkat GPS yang paling tepat.
Area yang dicakup oleh WAAS (Wide Area Augmentation System) Gambar Courtesy:US Federal Aviation Administration
Di Amerika Serikat, Kanada, dan Meksiko GPS sering digunakan dengan bantuan navigasi yang dikenal sebagai Augmentasi Area Luas atau sistem WASS yang secara substansial meningkatkan akurasi GPS di benua Amerika Utara.
Menurut gps.gov, sistem yang berbasis di AS akan dapat memberikan akurasi pemosisian waktu nyata dalam beberapa sentimeter dan mengukur jarak pada tingkat milimeter dengan bantuan penerima kelas atas dan teknik canggih seperti kinematika Waktu Nyata. Saat ini, Angkatan Udara AS bersama Lockheed Martin sedang mengerjakan GPS III, satelit GPS generasi ketujuh.
Meskipun sudah menjadi rahasia umum bahwa akurasi vertikal GPS jauh lebih buruk dibandingkan dengan layanannya pada bidang horizontal, tingkat akurasinya pada kedua komponen masih lebih tinggi daripada BeiDou (25 meter secara horizontal dan 30 meter secara vertikal).
Namun, menurut sebuah artikel di Chinese Journal of Aeronautics, BDS dapat mencapai akurasi lebih baik dari 1 cm horizontal dan 3 cm vertikal, yang menurut standar saat ini jauh lebih baik daripada sistem penentuan posisi global (GPS).
Sistem Navigasi Satelit Lainnya
Selain BeiDou, ada beberapa sistem navigasi satelit lain yang saat ini sedang dibangun atau sudah berfungsi. Sistem yang paling menonjol adalah Galileo . Galileo Uni Eropa adalah proyek multi-miliar dolar yang dimulai untuk menyediakan sistem penentuan posisi yang sangat akurat dan independen kepada negara-negara Eropa dengan mempertimbangkan faktor geopolitik. Seluruh konstelasi Galileo terdiri dari 26 satelit dengan enam penyebaran lebih lanjut selama dekade berikutnya.
IRNSS (singkatan dari Sistem Navigasi Regional India) atau NAVIC adalah sistem navigasi otonom lain yang terdiri dari konstelasi empat satelit (tiga satelit lagi dijadwalkan). NAVIC dikembangkan dan dikelola secara independen oleh Indian Space Research Organization.
Rupanya, IRNSS memberikan akurasi posisi 10 m (layanan terbuka) dan 10 cm (layanan terbatas). Tidak seperti GPS, GLONASS, dan Galileo, sistem navigasi India tidak memiliki rencana langsung untuk menyediakan layanan global.
Animasi yang menggambarkan orbit satelit QZSS Gambar Courtesy: Hiroshi FUKUDA
Berikutnya adalah Sistem Satelit Quasi-Zenith Jepang atau QZSS . Ini adalah sistem augmentasi berbasis satelit yang kompatibel dengan GPS yang pada dasarnya akan meningkatkan akurasi dan keandalan GPS di Jepang dan daerah sekitarnya. Saat ini, sistem QZSS terdiri dari empat satelit, tetapi secara bertahap akan diperluas menjadi tujuh satelit pada tahun 2023 (perkiraan).
Tiga dari empat satelitnya ditempatkan di orbit geosinkron yang sangat miring, sekitar 120 ° terpisah satu sama lain. Kemiringan tinggi ini memungkinkan mereka mengorbit dalam pola asimetris unik yang dikenal sebagai analemma dan selalu ada di atas Jepang. Sinyal yang ditransmisikan oleh satelit QZSS identik dengan sinyal GPS lama dan modern (L1C/A, L1C, L2C) sehingga memudahkan untuk berkolaborasi dengan jaringan navigasi Amerika.
Baca:Satelit Internet SpaceX | 10 Hal Yang Perlu Anda Ketahui
Meskipun hampir pasti bahwa kita tidak harus bergantung sepenuhnya pada GPS untuk kebutuhan ekonomi dan politik kita, akan sangat menarik untuk melihat bagaimana kinerja BeiDou China terhadap rekan-rekan Amerika, Rusia, dan Eropa di masa depan.
