Penentuan Arah Kiblat dengan Satelit GPS

Bagi umat Islam, arah kiblat merupakan sesuatu yang penting karena merupakan arah menghadap pada saat melakukan salat yang minimal dilakukan lima kali dalam sehari semalam. Arah kiblat di suatu tempat adalah arah ke Masjidilharam di Mekah, Saudi Arabia. Ini sesuai dengan petunjuk Allah swt dalam Alquran, "Palingkanlah mukamu ke arah Masjidilharam, dan di manapun kamu berada hadapkanlah mukamu ke arahnya." (Al Baqarah-144). Karena pelaksanaan salat bagi umat Islam adalah wajib dan sangat fundamental, salah satu konsekuensinya, penentuan arah kiblat yang benar pun harus dilakukan dengan sebaik-baiknya.

Bagi mereka yang berada di lingkungan Masjidilharam dan sekitarnya, penentuan arah kiblat tentunya tidak akan terlalu sulit karena struktur fisik dari Masjidilharam masih terlihat mata. Namun, bagaimana bagi mereka yang berada sangat jauh dari Masjidilharam, seperti di negara atau benua lain? Sepengetahuan penulis, pada saat ini umumnya orang menggunakan kompas untuk memperkirakan arah kiblat. Atau kalau tidak, mereka memperkirakannya dengan melihat arah pergerakan matahari di langit. Pada kasus terakhir ini, dengan mengetahui arah terbit dan terbenamnya matahari, arah timur dan barat dapat diperkirakan. Dengan sebelumnya mengetahui posisi kasaran relatif Mekah terhadap tempat kita berada, maka arah kiblat di tempat tersebut juga akan dapat diperkirakan.

Meskipun secara hukum Islam pengetahuan tentang arah kiblat yang sangat teliti bukanlah suatu hal yang bersifat substansial, perlu dikemukan di sini bahwa dengan perkembangan teknologi penentuan satelit yang berbasiskan sistem satelit GPS (Global Positioning System), arah kiblat ini akan dapat ditentukan secara teliti, di mana saja di permukaan bumi ini secara konsisten. Berikut ini penulis akan menjelaskan mekanisme penentuan arah kiblat yang teliti dengan menggunakan teknologi GPS dengan suatu studi kasus yang pernah dilaksaksanakan oleh KK Geodesi ITB.

Dari sudut pandang ilmu geodetis, arah kiblat di suatu tempat (azimut geodetis Kabah) akan dapat dihitung secara matematis dengan menggunakan koordinat (lintang dan bujur) dari tempat tersebut serta koordinat dari Masjidilharam, atau lebih tepatnya Kabah di Mekah. Untuk memindahkan arah hitungan matematis tersebut ke lapangan sehingga dapat digunakan untuk keperluan sehari-hari, koordinat suatu titik lainnya di sekitar tempat tersebut yang akan digunakan sebagai acuan untuk perealisasian arah kiblat di lapangan juga harus ditentukan koordinatnya. Dalam hal ini, teknologi GPS dapat digunakan untuk menentukan posisi kedua titik tersebut di lapangan secara teliti, mudah, dan relatif cepat (dalam orde beberapa jam).

Secara lebih mendetail, metodologi penentuan arah kiblat dengan menggunakan pengamatan ke satelit GPS dapat diilustrasikan pada gambar berikut, yang merupakan studi kasus penentuan arah kiblat di kawasan Masjid Pesantren Al-Hidayah, Rancamulya, Sumedang. Prinsip yang sama dapat digunakan untuk menentukan arah kiblat di tempat-tempat lainnya di dunia ini.

Metodologi dengan GPS

Metodologi penentuan arah kiblat dengan menggunakan pengamatan ke satelit GPS pada prinsipnya seperti yang diilustrasikan pada Gambar 1 . Pada metode ini, survei GPS digunakan untuk menentukan secara teliti koordinat dari dua titik (PS01 dan PS02) yang berada di kawasan Masjid Pesantren Al-Hidayah dengan jarak antara keduanya adalah sekitar 15 meter dan saling terlihat.

Koordinat titik-titik PS01 dan PS02 ini ditentukan relatif terhadap titik kontrol Ujungbeung (UJBR) yang berada di daerah Ujungberung (Jln. Golf) dengan menggunakan metode survei statik GPS. Pengamatan satelit GPS di ketiga titik tersebut dilakukan kurang lebih dua jam. Interval perekaman data pengamatan GPS yang digunakan pada ketiga stasiun pengamat adalah lima belas detik.

Dengan menggunakan koordinat kedua titik tersebut yang dihitung dari data pengamatan GPS dan juga koordinat dari Kabah yang telah diketahui sebelumnya, maka parameter sudut untuk menandai arah Kiblat di lapangan dapat dihitung. Dengan menggunakan besaran sudut, pematokan arah kiblat di lapangan dapat dilakukan dengan menggunakan bantuan alat pengukur sudut Theodolith.

Perlu dicatat di sini bahwa titik UJBR yang digunakan dalam pekerjaan ini terletak daerah Ujungberung (Jln. Golf) dan koordinatnya dalam sistem WGS (World Geodetic System) 1984 sudah diketahui, yaitu :

UJBR Lintang : 06o 54` 50.1014" S
Bujur : 107o 41` 23.0282" T

Sementara koordinat Kabah telah ditentukan sebelumnya secara interpolasi dengan menggunakan koordinat dari empat titik di sekeliling Kabah dalam Masjidilharam, yang ditentukan dengan receiver GPS tipe navigasi. Koordinat dari Kabah tersebut adalah:

KABAH Lintang : 21o 25` 21.5" U
Bujur : 39o 49` 34.5" T
dan ketelitian absolutnya adalah sekitar ± 3-5 meter.

Perhitungan koordinat dan arah kiblat

Pengolahan data GPS untuk menentukan koordinat titik-titik PS01 dan PS02 dari titik UJBR dilakukan dengan menggunakan perangkat lunak komersial GPS. Dalam hal ini, koordinat titik PS01 dan PS02 ditentukan terhadap titik UJBR. Koordinat titik PS01 dan PS02 yang diperoleh dari hasil perhitungan tersebut dengan ellipsoid referensi WGS 1984 adalah sebagai berikut:

Setelah koordinat dari titik-titik PS01 dan PS02 dihitung, selanjutnya dilakukan perhitungan azimut-azimut geodetis ke arah Kabah. Hasil perhitungan azimut-asimut geodetis tersebut pada permukaan elliposid referensi WGS 1984 diberikan berikut ini:

Perhitungan azimut geodetis di atas dilakukan dengan menggunakan program komputer tertentu.

Penentuan (rekonstruksi) arah kiblat di lapangan

Dari nilai-nilai azimut geodetis (PS01-Kabah) dan azimut geodetis (PS01-PS02) di atas, maka arah Kiblat di lapangan dapat direkonstruksikan (ditentukan) dari titik PS01 dengan menggunakan sudut, seperti dilustrasikan pada Gambar 2 berikut. Besarnya sudut adalah sebagai berikut :

Azimut (PS01-Kabah) - Azimut (PS01-PS02) =166o 26` 33.20"

Dengan menggunakan nilai sudut, maka suatu titik TITIK ARAH di lapangan dapat dipatok untuk mewakili arah kiblat di lapangan. Pematokan dilakukan dengan menggunakan bantuan Theodolith. Jadi, dalam hal ini arah kiblat di lapangan diwakili dengan arah dari titik PS01 ke titik TITIK ARAH.

Metode survei GPS telah digunakan dalam penentuan arah kiblat dari beberapa masjid, sebagaimana yang diberikan pada tabel berikut