"Cara Kerja Jam Tangan GPS"

Apa yang dapat Anda lakukan jika Anda memiliki cara untuk mencatat dengan tepat berapa banyak usaha yang Anda lakukan untuk latihan Anda? Berapa banyak waktu yang dapat Anda hemat jika Anda tahu bahwa setiap langkah, setiap pukulan dayung kayak, atau setiap putaran pedal sepeda disetel dengan baik untuk memberikan hasil kebugaran yang Anda inginkan? Apakah Anda akan membuat keputusan yang lebih baik -- dan lebih bersenang - senang -- jika Anda dapat melirik pergelangan tangan Anda dan mengakses alat navigasi dan cuaca yang sangat tepat ?

Kecuali Anda benar-benar terputus dari teknologi selama lebih dari satu dekade, Anda tahu bahwa ini bukan fiksi ilmiah: teknologi sistem penentuan posisi global ( GPS ) telah merevolusi cara kita bergerak di planet ini. Bintang-bintang dari sistem ini adalah jaringan 24 satelit yang mengelilingi bumi dalam orbit yang terlacak dengan tepat. Mereka disinkronkan untuk menyiarkan sinyal unik pada waktu yang sama persis, yang digunakan unit penerima di pesawat terbang, mobil, dan bahkan ponsel untuk menghitung posisi mereka relatif terhadap satelit. Jika unit GPS Anda dapat mengambil sinyal dari setidaknya tiga satelit (meskipun empat lebih disukai), unit ini dapat menghitung garis lintang, garis bujur, kecepatan, dan ketinggian Anda hingga beberapa kaki atau meter.

Sederet pabrikan menggunakan teknologi militer yang pernah diklasifikasikan ini untuk semua jenis penggunaan, seperti membuat alat navigasi yang semakin akurat dan menggunakan pelacakan GPS ponsel untuk menyesuaikan kampanye iklan bagi pengguna tertentu di lokasi tertentu. Dan perusahaan barang olahraga telah melompat sepenuh hati ke kereta musik ini, dengan armada alat GPS seukuran arloji yang berkembang pesat yang dirancang untuk atlet dan petualang luar ruangan.

Komputer seukuran jam tangan ini sering kali dikemas dengan perpustakaan informasi berbasis posisi; Anda dapat membeli jam tangan GPS hari ini yang memungkinkan Anda menemukan lokasi Anda -- di mana saja di planet ini -- dalam beberapa menit setelah membuka kotaknya. Tapi jam tangan GPS jauh melampaui tipu muslihat sederhana "hei, lihat di mana saya". Dengan sedikit pengetahuan tentang cara kerja jam tangan, Anda dapat berlatih lebih cerdas dan tampil lebih baik di tengah panasnya persaingan. Tidak perlu menunggu masa depan olahraga dan kebugaran -- ada di sini hari ini, dan pas di pergelangan tangan Anda.

1. Sejarah Teknologi GPS
2. Unit GPS Menyusut yang Luar Biasa
3. Membuat Jam Tangan GPS Berguna
4. Alat GPS yang Tepat untuk Pekerjaan itu
5. Menggunakan Jam Tangan GPS yang Berguna

GPS dapat melacak asal-usulnya hingga kelahiran penerbangan luar angkasa; prinsip-prinsip di baliknya muncul bersamaan ketika para ilmuwan Amerika bergegas melacak Sputnik , satelit yang diluncurkan ke orbit oleh Uni Soviet pada Oktober 1957. Para peneliti dari Laboratorium Fisika Terapan Universitas Johns Hopkins, Drs. William Guier dan George Weiffenbach, menemukan bahwa mereka dapat melacak posisi satelit awal berdasarkan Efek Doppler: Sinyal yang ditransmisikan dari satelit yang bergerak akan tampak terdistorsi saat mendekati atau menjauh dari stasiun penerima. Dengan mengukur sifat dan tingkat keparahan distorsi, seseorang dapat menghitung orientasi orbit satelit.

Peneliti perusahaan APL, Frank McClure, menyarankan bahwa sistem pelacakan juga dapat bekerja sebaliknya: Dengan melacak satelit dengan orbit yang diketahui secara tepat dan mengevaluasi pergeseran Doppler yang dihasilkan dalam sinyalnya, seseorang di darat dapat mengidentifikasi posisinya di mana pun ia dapat memilih. naik sinyal. Angkatan Laut AS memperluas sistem ke Sistem Satelit Navigasi Angkatan Laut, yang secara aktif memandu kapal pada tahun 1964. (Untuk lebih lanjut tentang sejarah GPS, lihat artikel kami tentang Cara Kerja Penerima GPS .)

Penelitian yang disponsori militer berlanjut hingga tahun 1970-an dan 1980-an ketika para ilmuwan mencoba meningkatkan ketepatan sinyal, keandalan, dan kecepatan navigasi satelit. Teknologi beralih dari pelacakan pergeseran Doppler ke penggunaan triangulasi dan pengaturan waktu sinyal: Semakin lama sinyal mencapai penerima, semakin jauh satelit saat sinyal dikirim. GPS adalah alat yang terbukti benar untuk semua cabang militer AS dan sekutunya pada 1980-an, ketika pemerintah AS mulai mengizinkan akses sipil yang luas ke teknologi [sumber: Parkinson ].

Unit GPS sipil awal berukuran besar dan berat, membatasi kegunaannya bagi pengguna yang sedang bepergian. Tapi mereka menderita kelemahan yang jauh lebih melumpuhkan: Mereka tidak terlalu akurat. Untuk mencegah musuh mengakses sinyal navigasi, militer AS menggunakan dithering: interferensi yang disengaja dengan sinyal waktu satelit yang tidak dapat didekodekan oleh pengguna yang tidak berwenang. Ini membatasi akurasi GPS sipil hingga sekitar 300 kaki (100 meter). Baru pada tahun 2000 pemerintah AS akhirnya menghapus dithering, memungkinkan navigasi sipil yang akurat. GPS kemudian menjadi alat yang berguna bagi siapa saja yang perlu mengetahui di mana mereka berada, seberapa cepat mereka bepergian atau bagaimana menuju ke mana mereka ingin pergi [sumber: Parkinson ; navigasi ].

Jadi itu menangani masalah akurasi, tetapi bagaimana produsen unit GPS membuat produk dengan ukuran yang cukup portabel?

Akses ke teknologi GPS bebas gentar bertepatan dengan revolusi dalam miniaturisasi elektronik -- bayangkan betapa beratnya komputer laptop modern dibandingkan dengan yang Anda gunakan pada tahun 1996. Pengembang GPS menerapkan inovasi seperti teknologi pemasangan permukaan ( SMT ), dalam yang komponen kecilnya disolder langsung ke papan sirkuit (daripada menggunakan kabel untuk membuat koneksi), dan perakitan robot yang membantu mengecilkan waktu dan chip pemrosesan sinyal di jantung penerima GPS menjadi komponen yang sangat kecil. Hari ini mereka hampir terlalu kecil untuk melihat dengan jelas tanpa pembesaran [sumber: Poole ].

Para peneliti selanjutnya mengecilkan unit GPS dengan menerapkan geometri fraktal - yang melibatkan bentuk yang terdiri dari pola berulang dan dapat diperluas - untuk merancang antena penerima yang kuat yang benar-benar terlipat menjadi ruang yang sangat kecil. Bagian penting (dan dulunya besar) dari paket penerima GPS ini menjadi cukup kecil untuk disembunyikan di dalam casing tipis smartphone -- atau di dalam badan jam [sumber: Rusu and Baican; Mikkola ].

Jam tangan GPS pertama pada dasarnya adalah versi kecil dari unit GPS genggam, berukuran panjang sekitar 2 hingga 3 inci (sekitar 50 hingga 75 milimeter) dan lebar sekitar 1 inci (25 milimeter), dengan tali pergelangan terpasang. Meskipun mereka memang lebih kecil dan lebih ringan daripada kebanyakan unit GPS lainnya dari awal abad ke-21, mereka masih cukup besar untuk berlari jarak jauh dengan satu -- belum lagi berlari ke kedai kopi setelah berolahraga dengan benda di lengan Anda. -- lebih banyak masalah daripada yang dialami banyak atlet [sumber: Wollman ].

Olahraga yang bergantung pada mengetahui lokasi seseorang relatif terhadap target, seperti golf, mengadopsi GPS di awal proses miniaturisasi ini. Misalnya, juara golf terkenal dan perancang lapangan Greg Norman menjadi penasihat dengan produsen produk GPS yang berhubungan dengan golf, Inforetech pada tahun 2002 [sumber: GPS Industries ]. Namun pada umumnya, butuh dua langkah teknologi bagi konsumen untuk mulai mengadopsi jam tangan GPS dalam skala luas.

Agar benar-benar berguna (dan karenanya dapat dipasarkan), jam tangan GPS harus terlebih dahulu menjadi, yah, seperti jam tangan. Titik itu akhirnya tercapai sekitar tahun 2010, dan pada tahun 2012, Anda dapat membeli jam tangan GPS dengan ukuran, bentuk, dan gaya umum yang sama dengan jam tangan mode lainnya di pasaran. Beberapa model, seperti prototipe setebal 13 milimeter (0,51 inci) yang dirilis pada Februari 2012 oleh Epson, sebenarnya lebih kecil daripada banyak jam tangan sport non-GPS [sumber: Tucker ].

Ukuran kecil tidak berarti sejumlah kecil fitur, dan di sinilah jam tangan GPS benar-benar menjadi alat pelatihan yang berguna. Mengetahui dengan tepat di mana Anda berada pada saat tertentu itu bagus, tetapi kecuali Anda berada di antah berantah atau mencoba memilih klub di tengah fairway yang tidak diketahui, aplikasinya terbatas. Produsen jam tangan GPS melihat ini, dan memperluas keserbagunaan produk mereka dengan menambahkan fitur dari perangkat olahraga lain seperti komputer sepeda, pedometer, dan monitor detak jantung.

Banyak jam tangan GPS dapat disinkronkan dengan perangkat lain menggunakan sinyal nirkabel, seperti ANT+, sistem kecil yang hemat energi. Perangkat tambahan ini sering mengukur biometrik : pengukuran sistem tubuh seperti detak jantung, yang dapat digunakan atlet untuk mengukur intensitas latihan mereka. Sensor lain yang disertakan dengan jam tangan GPS mungkin termasuk pemantau irama yang dipasang di sepatu yang melacak laju langkah pelari dan sensor yang dipasang di sepeda yang mendeteksi kecepatan roda dan gaya yang diberikan pengendara melalui pedal. Perangkat lunak komputer yang disertakan dengan jam tangan ini memungkinkan pengguna mengunduh berbagai data latihan yang dikumpulkan oleh jam tangan baik secara nirkabel atau melalui port USB. Dengan memasukkan informasi dasar seperti tinggi, berat, dan usia ke dalam arloji, atlet yang paham teknologi dapat memiliki alat khusus olahraga yang tepat, versi abad ke-21 dari buku harian pelatihan atlet.

Kombinasi lokasi dan data biometrik inilah yang membuat jam tangan GPS sepadan dengan biayanya. Tetapi seperti dalam banyak skenario perangkat teknologi, mudah untuk kewalahan dengan opsi yang tersedia. Harga jam tangan GPS bervariasi, tetapi dengan harga di awal tahun 2012 mulai dari $100 hingga lebih dari $400 untuk berbagai model, itu masih bukan pengeluaran yang kecil. Bagaimana Anda bisa memilih jam tangan GPS yang paling sesuai dengan kebutuhan Anda?

Anda tidak akan membeli perahu layar jika Anda ingin berlari di jeram arung. Dalam nada yang sama, Anda pasti ingin memastikan jam tangan GPS memenuhi kebutuhan Anda yang diantisipasi sebelum Anda menghabiskan uang hasil jerih payah Anda untuk itu. Apakah Anda akan menggunakan arloji untuk satu olahraga, atau Anda ingin arloji yang berguna untuk berbagai aktivitas? Apakah Anda lebih mementingkan memiliki data yang dapat Anda unduh ke komputer dan melacaknya seiring waktu, atau apakah Anda lebih suka perangkat yang memberi Anda informasi yang Anda butuhkan di lapangan? Apakah Anda pergi ke tempat-tempat di mana tersesat bisa berbahaya, atau apakah aktivitas Anda membuat Anda tetap berada di jalur dan jalan yang ditandai dengan baik? Jawaban Anda atas semua pertanyaan ini akan mempersempit pilihan jam tangan Anda.

Ambil pertanyaan terakhir itu, misalnya: Jika Anda seorang pejalan kaki yang rajin atau pemain ski lintas alam yang suka berjalan-jalan ke pedalaman, tentu akan sangat membantu jika Anda memiliki jam tangan GPS dengan tampilan peta bergerak, yang menunjukkan di mana Anda berada. berhubungan dengan titik jalan lainnya. Trade-off untuk ini adalah ukuran: Tampilan yang lebih besar yang diperlukan untuk menampilkan detail peta berarti jenis jam tangan ini mungkin terlalu rumit untuk Anda jika Anda terutama menginginkan sesuatu yang ringan dan ramping untuk melacak split dalam maraton berikutnya [sumber: Geek.com]. Demikian pula, seorang atlet olahraga kasar seperti pemain ski atau pengendara sepeda gunung mungkin ingin menghindari jam tangan dengan antarmuka layar sentuh, mengganti tampilan ramping dan bebas tombol untuk sesuatu yang tidak akan dikalibrasi ulang jika tiba-tiba dihantam oleh cabang pohon. Seorang pelari, di sisi lain, mungkin menemukan bahwa layar sentuh sangat cocok untuk memeriksa data dengan cepat.

Produsen jam tangan GPS mencantumkan fitur model mereka di situs Web mereka, memberi Anda cara cepat dan mudah untuk membandingkan fitur dan harga di seluruh pasar. Namun, saat Anda mempersempit pencarian Anda, ada baiknya untuk mendapatkan perspektif langsung. Bicaralah dengan orang-orang di toko sepeda lokal Anda, toko lari atau penjual pakaian eceran, dan jangan takut untuk mengganggu teman tentang jam tangan GPS mereka. Kiat langsung dan ulasan kehidupan nyata yang akan Anda dapatkan akan membuat Anda siap untuk melakukan pembelian yang tepat untuk melengkapi aktivitas pilihan Anda.

Manfaat fungsi GPS dasar jelas jika hasrat Anda adalah petualangan di luar ruangan seperti hiking di pedalaman, kayak di laut, atau berburu; komputer kecil ini dibuat khusus untuk membantu Anda memasuki hutan belantara dan kembali dengan risiko tersesat yang lebih kecil. Ingatlah untuk mengemas peta dan kompas, dan tahu cara menggunakannya; kisah petualangan penuh dengan cerita tentang baterai GPS yang sekarat pada saat yang paling buruk.

Pengguna yang berorientasi pada olahraga dan kebugaran juga dapat menggunakan fitur pencarian jalan untuk mencoba rute lari baru atau untuk pelatihan saat bepergian. Tapi itu hanya menggores permukaan dari apa yang dapat Anda lakukan dengan alat pelatihan berteknologi tinggi ini.

Jam tangan GPS dapat mengukur kinerja Anda dengan tingkat presisi yang dulunya hanya domain peneliti dan atlet profesional. Sangat menyenangkan mengetahui berapa lama waktu yang Anda butuhkan untuk menyelesaikan setengah maraton, tetapi jam tangan GPS dapat memberi tahu Anda dengan tepat di jalur 13,1 mil (21,1 kilometer) Anda tercepat -- dan paling lambat. Dengan kemampuan pengunduhan data yang cukup standar pada perangkat ini, Anda dapat membandingkan setiap proses untuk melihat tren kinerja Anda. Mungkin Anda akan menyadari bahwa Anda kehilangan terlalu banyak waktu setelah Mile 10, atau bahwa Anda tidak mendaki bukit secepat yang Anda lakukan di jalur yang sama tahun lalu.

Setelah Anda mengidentifikasi jenis titik lemah ini dalam kinerja Anda, fitur gabungan dalam jam tangan GPS dapat memberi Anda umpan balik langsung untuk menjadikan latihan Anda lebih spesifik dan efisien. Banyak pengendara sepeda, misalnya, menghabiskan bagian pertama dari pramusim mereka untuk membangun kekuatan kardiovaskular dengan upaya yang lama dan mantap. Ini membantu membangun fondasi untuk kerasnya sprint dan pelatihan bukit di akhir tahun. Melacak "kecepatan sedang" menggunakan upaya yang dirasakan - bagaimana perasaan Anda selama latihan - adalah ukuran variabel yang terbaik. Namun, lengkapi diri Anda dengan jam tangan GPS yang dapat membaca data dari monitor detak jantung, sensor irama, dan sensor kecepatan roda, dan Anda dapat menyempurnakan setiap mil perjalanan Anda, menjaga upaya Anda dalam rentang kecepatan, detak jantung, dan waktu yang tepat. .

The results of this kind of specific training can be dramatic. If you're strapped for time, you'll now be able to get the most out of every minute of your workout. You'll consequently spend less time worrying about the balance of sport, family and work. And when game day arrives, you'll know exactly how hard you can push yourself, whether it's on the race course, trail or track. This is technology that will help you train smarter, not just harder.

How GPS Watches Work: Author's Note

Despite my deep passion for going fast on a bicycle, I've been slow to come over to the GPS-training-device camp. I do ride with a computer that tracks my speed, cadence, distance and heart rate, so I'm not a complete minimalist. But for a number of years, I viewed "the GPS thing" as one more pricey gadget that wouldn't be as beneficial as training harder with the tools I currently had. In fact, I'll admit to feeling really good every time I outsprinted a guy on a tricked-out bike with a GPS unit strapped to the handlebars.

But my perspective started to change this year during a summer time trial series. Every week, I joined a group of racers battling one-by-one against the clock on a flat 10-mile course. Seats and handlebars got adjusted centimeter by centimeter. Our conversations began to revolve around arcane details such as a few PSI of tire pressure (yes, it makes a difference) and the aerodynamic advantage of taping shut the vents on one's helmet (in the end, that one wasn't worth all the funny looks we got). One of my teammates ran a GPS unit all season, and could tell precisely where his speed increased, stayed consistent or dropped off. He used this to his advantage, mentally prepping himself for the harder sections of the course as I stuck tried-and-true to my "if it hurts, you must be doing something right" philosophy.

Our elapsed times were fairly close most weeks, but factor in that this guy's seven years my senior. He's a strong rider, but I'm no slouch; I've been into the sport longer than he has and my ego tells me I should be able to out-pace him. I have to think that the time he spent analyzing each ride with his Garmin trickled down to a tiny bit more efficiency. Maybe it was only a few seconds total, but that was all he needed to nip me by four places in the overall standings. And while I'm still passing guys with GPS units on a satisfyingly regular basis, getting passed by that one bike -- more than once -- may be enough to push me into the GPS club this season.

Related Articles