BRIN Ungkap Penyebab GPS di Indonesia Rentan Mengalami Gangguan

Gangguan pada lapisan ionosfer dapat membuat sistem navigasi satelit kurang akurat ketika digunakan di Indonesia. Kondisi geografis Indonesia yang berada dalam Zona Anomali Ionisasi Ekuator atau Equatorial Ionization Anomaly (EIA) menjadi salah satu faktor yang memengaruhi kualitas sinyal GPS, sebagaimana dilansir dari Detikcom. Peneliti Ahli Muda Pusat Riset Antariksa BRIN, Agri Faturahman, menjelaskan bahwa karakteristik ionosfer di kawasan ini perlu diperhitungkan karena dampaknya tidak hanya berkaitan dengan penelitian ilmiah, tetapi juga keandalan operasional sistem navigasi.

Aktivitas ionosfer yang berubah-ubah dapat menghambat perjalanan sinyal dari satelit menuju perangkat penerima di permukaan Bumi. Akibatnya, informasi posisi yang ditampilkan bisa menyimpang atau sinyal bahkan terputus.

Keunikan ionosfer di sekitar ekuator berkaitan dengan distribusi elektron yang tidak mengikuti perkiraan sederhana berdasarkan intensitas sinar Matahari. Konsentrasi elektron justru cenderung lebih rendah di sekitar ekuator magnetik dan meningkat pada wilayah di kedua sisinya.

Menurut Agri, penumpukan elektron terjadi di sekitar lintang 15 derajat ke utara dan selatan. Indonesia berada di kawasan yang dipengaruhi oleh distribusi plasma tersebut sehingga aktivitas ionosfernya tergolong tinggi. Proses yang mendasari kondisi ini dikenal sebagai Equatorial Fountain Effect atau efek air mancur ekuator. Medan listrik dan medan magnet Bumi mendorong plasma dari wilayah ekuator ke ketinggian yang lebih besar, sebelum gravitasi membuatnya kembali turun menuju wilayah lintang utara dan selatan.

Proses tersebut dapat dianalogikan dengan air yang menyembur dari bagian tengah sebuah air mancur, kemudian jatuh dan terkumpul di kedua sisinya. Dalam ionosfer, pola pergerakan plasma itu menghasilkan konsentrasi elektron yang lebih tinggi di sekitar lintang ±15 derajat. Karena posisinya berada di kawasan yang mengalami peningkatan konsentrasi plasma, Indonesia termasuk wilayah yang rentan terhadap perubahan kondisi ionosfer. Kerentanan ini menjadi perhatian dalam menjaga ketepatan navigasi berbasis satelit.

Tiga Gangguan Ionosfer yang Memengaruhi GPS

Perubahan pada ionosfer dapat muncul melalui beberapa mekanisme. Agri menjelaskan tiga bentuk gangguan yang berpotensi memengaruhi perambatan sinyal satelit, yaitu:

• Badai ionosfer: gangguan yang berkaitan dengan lontaran massa korona dari Matahari.
• Gelembung plasma: struktur plasma yang terbentuk pada malam hari dan dapat memengaruhi keteraturan ionosfer.
• Gangguan ionosfer merambat: perubahan yang dapat dipicu oleh aktivitas seperti letusan gunung berapi atau badai tropis.

Ketiga kondisi tersebut dapat menimbulkan dua persoalan utama pada sinyal navigasi satelit, yakni penundaan waktu tempuh dan sintilasi. Keduanya memengaruhi kemampuan perangkat penerima dalam menentukan lokasi secara tepat.

Penundaan terjadi ketika sinyal membutuhkan waktu lebih lama untuk melewati ionosfer. Perangkat penerima kemudian dapat memperkirakan jarak satelit secara keliru sehingga perhitungan posisi ikut mengalami penyimpangan.

Sementara itu, sintilasi muncul akibat ketidakteraturan distribusi plasma yang mengubah karakteristik sinyal. Dalam kondisi tertentu, gangguan ini membuat perangkat penerima kehilangan penguncian sinyal atau mengalami loss of lock.

Besarnya Kesalahan Posisi dan Dampaknya

Menurut Agri, kesalahan posisi pada Global Navigation Satellite System (GNSS) umumnya berada pada kisaran 5 hingga 10 meter ketika sistem digunakan tanpa koreksi. Besarnya penyimpangan dapat dipengaruhi oleh kondisi lingkungan dan kualitas sinyal yang diterima.

Lapisan ionosfer menjadi salah satu penyumbang utama kesalahan tersebut. Kontribusinya dapat mencapai sekitar 5 meter, terutama di wilayah yang memiliki aktivitas ionosfer tinggi seperti Indonesia.

Kondisi ini membuat pemahaman mengenai karakteristik ionosfer penting untuk penggunaan navigasi satelit. Ketika sinyal mengalami gangguan, ketepatan posisi yang dihasilkan perangkat tidak selalu sesuai dengan lokasi sebenarnya.

Teknologi untuk Mengurangi Kesalahan GPS

Gangguan ionosfer tidak dapat sepenuhnya dicegah, tetapi dampaknya terhadap navigasi bisa dikurangi melalui teknologi yang sesuai. Salah satu pendekatan yang digunakan pada perangkat GPS modern adalah pemanfaatan multifrekuensi dan multikonstelasi. Teknologi multifrekuensi memungkinkan perangkat memanfaatkan sinyal pada beberapa frekuensi untuk membantu mengoreksi kesalahan akibat ionosfer.

Meski demikian, metode ini tidak selalu mampu menghilangkan seluruh penyimpangan, khususnya ketika sintilasi berlangsung kuat. Adapun kemampuan multikonstelasi memungkinkan perangkat menerima sinyal dari berbagai sistem satelit. Jika salah satu sinyal mengalami gangguan, perangkat dapat memanfaatkan satelit lain yang tersedia untuk membantu mempertahankan proses penentuan posisi.

Untuk kebutuhan yang menuntut ketelitian lebih tinggi, seperti survei tanah, konstruksi, dan navigasi kapal, tersedia metode koreksi posisi yang lebih canggih. Pilihannya mencakup koreksi diferensial GNSS, real-time kinematic (RTK), precise point positioning (PPP), dan virtual reference station (VRS).

Metode tersebut dirancang untuk meningkatkan ketelitian penentuan posisi hingga tingkat sentimeter atau milimeter. Namun, hasilnya tetap bergantung pada ketersediaan infrastruktur pendukung serta kondisi sinyal yang memadai.

Pemantauan Ionosfer untuk Mitigasi Gangguan GNSS

Agri menekankan pentingnya pemahaman mendalam mengenai pengaruh ionosfer terhadap sistem navigasi satelit. Ia menyampaikan hal tersebut dalam Pelatihan Dasar Space Situational Awareness pada Rabu (21/10/2026), sebagaimana dikutip dari BRIN.

"Pemahaman komprehensif dan mendalam mengenai dampak kondisi ionosfer terhadap Global Navigation Satellite System (GNSS) sangat esensial untuk memitigasi risiko gangguan operasional di lapangan," kata Agri.

Pusat Riset Antariksa terus melakukan pemantauan ionosfer dan mengembangkan model untuk mendukung mitigasi gangguan GNSS di Indonesia. Upaya ini berfokus pada pemahaman perilaku ionosfer di zona anomali serta penerapan teknologi yang dapat membantu menjaga keandalan navigasi berbasis satelit.