Para peneliti dari Sandia National Laboratories dan Ohio State University tengah menjajaki cara baru untuk membantu pesawat terbang bernavigasi saat sinyal GPS hilang.

Tim tersebut tengah menguji sistem cadangan yang menggunakan sinyal harian dari menara seluler dan satelit non-GPS untuk memandu pesawat terbang dengan aman.

Hal ini dapat membuat perjalanan udara lebih andal jika GPS tidak tersedia atau terganggu.

Idenya adalah mengandalkan "sinyal peluang"—gelombang radio dari sumber seperti menara telepon seluler dan satelit yang bukan bagian dari jaringan GPS.

Tim peneliti berupaya memanfaatkan sinyal-sinyal ini untuk menghitung posisi dan kecepatan pesawat jika GPS gagal berfungsi.

Jennifer Sanderson, peneliti utama di Sandia, menjelaskan, "Kami tidak mencoba mengganti GPS. Kami hanya mencoba membantunya dalam situasi saat GPS mengalami penurunan kualitas atau gangguan."

Tim tersebut memaparkan temuan awalnya di konferensi Institute of Navigation GNSS+ di Baltimore.

Mereka mengumpulkan data menggunakan pengaturan unik: antena yang dipasang pada balon cuaca yang melayang 80.000 kaki di atas New Mexico.

Eksperimen ketinggian tinggi ini bertujuan untuk menguji seberapa baik sinyal dari menara seluler dan satelit non-GPS dapat ditangkap dan digunakan untuk navigasi pada ketinggian tersebut.

GPS dikenal cepat, tepat, dan andal. GPS telah menjadi bagian penting dari kehidupan modern kita, digunakan untuk segala hal mulai dari menerbangkan pesawat terbang dan mengendarai mobil hingga transaksi pasar saham dan pertanian.

Namun, sinyal GPS tidak kebal. Sinyal tersebut dapat diganggu, diblokir, atau bahkan dipalsukan.

Perangkat pemalsuan dapat mengirimkan sinyal yang menyesatkan, mengelabui penerima GPS agar mengira bahwa penerima berada di lokasi yang berbeda.

Meskipun hal ini mungkin tampak tidak berbahaya dalam permainan seperti Pokémon Go, hal ini dapat berbahaya bagi kendaraan dan pesawat.

Gangguan adalah masalah lain, di mana perangkat membanjiri penerima GPS dengan suara bising, sehingga tidak dapat digunakan.

Sanderson mengungkapkan kekhawatirannya, dengan mengatakan, "Dampak hilangnya GPS dapat dirasakan di seluruh masyarakat."

Gagasan Sanderson untuk menggunakan sinyal non-GPS untuk navigasi bukanlah hal yang sepenuhnya baru.

Para ilmuwan menyebut pendekatan ini sebagai "sinyal peluang", dan sebagian besar telah dipelajari di darat atau di dataran rendah.

Misalnya, kendaraan otonom dapat menggunakan metode ini untuk menavigasi melalui kota-kota dengan gedung-gedung tinggi yang menghalangi sinyal GPS.

Namun, mempelajari sinyal-sinyal ini di dataran tinggi, tempat pesawat terbang, merupakan tantangan baru.

Para peneliti mengamati sinyal dari menara seluler dan satelit non-GPS menggunakan efek Doppler.

Efek ini menyebabkan gelombang radio terkompresi atau meregang tergantung pada apakah satelit bergerak mendekati atau menjauh dari penerima.

Dengan perhitungan tingkat lanjut, tim dapat menggunakan perubahan ini untuk mengetahui posisi pesawat.

Tim peneliti memasang peralatan mereka ke balon cuaca dan meluncurkannya ke ketinggian 80.000 kaki—jauh lebih tinggi dari penelitian sebelumnya yang mencapai sekitar 5.000 hingga 7.000 kaki.

Peralatan tersebut meliputi antena dan perangkat elektronik yang ditempatkan dalam pendingin busa terisolasi.

Tujuannya adalah untuk mengumpulkan data dan melihat apakah sinyal-sinyal alternatif ini cukup kuat dan bersih untuk digunakan dalam navigasi.

Saat para peneliti memproses data mereka, mereka bertujuan untuk membuat algoritma yang mencocokkan sinyal dengan pemancar mereka secara real time.

Langkah ini akan sangat penting untuk membangun sistem yang dapat secara otomatis menghitung posisi pesawat selama penerbangan.

Sanderson mengakui tantangan tersebut, dengan mengatakan, "Sisi navigasi yang tidak menarik tetapi sangat penting adalah memahami semua sumber kesalahan Anda."

Meskipun mengalami kesulitan ini, Sanderson optimis. Ia berbagi bahwa temuan awal mereka menunjukkan harapan.

"Kami yakin temuan awal kami menunjukkan bahwa kami mendeteksi sinyal suar menara seluler pada ketinggian puncak kami sekitar 82.000 kaki," katanya.

Jika sinyal-sinyal ini cukup kuat, mereka dapat memberikan alternatif penting untuk GPS, membantu menjaga pesawat tetap pada jalurnya bahkan ketika sistem navigasi tradisional gagal.

Proyek ini dapat membuka pintu bagi perjalanan udara yang lebih aman dan sistem navigasi yang lebih tangguh, menawarkan cadangan yang berharga jika terjadi gangguan GPS. (kpo)