Cara kerja akurasi GPS

Satelit, jam, dan trilaterasi

GPS adalah konstelasi sekitar 31 satelit (ditemani Galileo milik Eropa, GLONASS milik Rusia, dan BeiDou milik Tiongkok — ponsel modern memakai keempatnya) yang mengorbit di ketinggian sekitar 20.200 km. Masing-masing memancarkan penanda waktu yang sangat presisi dari jam atom di dalamnya. Ponsel Anda mengukur berapa lama tiap sinyal sampai; kalikan dengan kecepatan cahaya dan Anda mendapat jarak ke tiap satelit. Satu jarak menempatkan Anda pada sebuah bola, dua pada sebuah lingkaran, tiga pada dua titik — dan satelit keempat sekaligus menyelesaikan titik akhirnya dan kesalahan jam penerima Anda sendiri. Itulah sebabnya sebuah «penguncian posisi» butuh sedikitnya empat satelit, dan sebabnya penguncian pertama setelah berada di dalam ruangan paling lama: penerima masih mengunduh data orbit tiap satelit.

Dari mana kesalahannya datang

Setiap meter kesalahan berawal dari soal waktu berskala nanodetik. Sinyal melambat secara tak terduga saat menembus ionosfer dan troposfer (kesalahan 2–5 m), jam dan orbit satelit sedikit menyimpang (±2 m), dan — biang keladinya di perkotaan — sinyal memantul dari kaca dan beton sebelum sampai ke Anda. Efek multipath itu membuat ponsel Anda mengukur waktu tempuh pantulan, bukan sinar langsungnya, dan itulah sebabnya akurasi di lorong antargedung bisa merosot ke 30–50 m sementara lapangan terbuka memberi 3 m. Rimbunan pohon, tubuh Anda sendiri, bahkan memegang ponsel terlalu rendah menambahkan versi kecil dari masalah yang sama.

Ketinggian diukur dengan cara yang sama, tetapi menanggung sekitar 1,5–3× kesalahan horizontalnya, karena semua satelit berada di atas Anda — tidak ada apa pun yang mengikat solusinya dari bawah. Karena itulah alat ketinggian kami menyajikan pembacaan model medan berdampingan dengan pembacaan GPS.

Apa arti sebenarnya lingkaran akurasi

Lingkaran di sekeliling titik Anda adalah pernyataan statistik, bukan batas wilayah: biasanya digambar sedemikian rupa sehingga peluang posisi sebenarnya berada di dalamnya sekitar 68%. Lingkaran 20 m tidak berarti Anda meleset 20 m — artinya taksiran kesalahan penerima itu sendiri, yang diturunkan dari mutu sinyal dan geometri satelit, adalah 20 m. Geometri sama pentingnya dengan kekuatan sinyal: kalau satelit yang terlihat berkerumun di satu bagian langit saja (disebut dilusi presisi yang tinggi), kesalahan waktu yang kecil berubah menjadi kesalahan posisi yang besar, seperti dua garis yang nyaris sejajar berpotongan dengan serampangan.

Ponsel curang — dan itu bagus

Penentuan posisi di ponsel jarang murni GPS. Assisted GPS (A-GPS) mengunduh orbit satelit lewat jaringan agar penerima tak perlu menyisir langit yang lambat itu; penentuan posisi Wi-Fi mencocokkan titik akses di sekitar dengan peta hasil urun daya (cukup baik di dalam ruangan, sekitar 15–40 m); menara seluler langsung memberi taksiran kasar 100 m–3 km. Sistem operasi Anda menggabungkan semuanya dengan akselerometer dan kompas, dan itulah sebabnya titik tadi kadang melompat ke posisi baru: mesin penggabungnya berubah pikiran soal sumber mana yang layak dipercaya. Saat Anda memeriksa lokasi Anda di situs ini, browser menyerahkan kepada kami apa pun hasil penggabungan sistem operasi itu — kami menampilkan akurasi yang dilaporkannya secara jujur, alih-alih berpura-pura punya ketelitian yang tidak dimilikinya.

Cara mendapat posisi yang lebih akurat

Langkah praktis, urut menurut dampaknya: cari langit terbuka (sekadar menjauh dari dinding gedung saja sudah lebih membantu daripada apa pun); beri waktu 30–60 detik agar posisinya mengendap alih-alih membaca taksiran pertama; matikan mode lokasi hemat baterai, yang diam-diam beralih ke sumber kasar; dan pada perekaman panjang seperti di speedometer GPS kami, biarkan layar menyala dan ponsel tidak terhalang — banyak ponsel menekan GPS saat terkunci. Kalau dua perangkat tidak sepakat, percayai yang menampilkan lingkaran akurasi lebih kecil, dan ingat keduanya bisa sama-sama benar dalam batas yang mereka nyatakan. Untuk berbagi satu titik secara presisi terlepas dari derau GPS, pakai format koordinat di halaman koordinat GPS — Plus Code atau referensi MGRS tidak ikut bergeser.