gps dan hidrografi 2

8/13/2019 Gps Dan Hidrografi 2

1/46

GPS dan Survei Hidro-Oseanografi

Kelompok Keilmuan GeodesiInstitut Teknologi Bandung

Jl. Ganesha 10, Bandung

Dr. Hasanuddin Z. Abidin

E-mail : [email protected] :Mei 2007

8/13/2019 Gps Dan Hidrografi 2

2/46

Hasanuddin Z. Abidin, 2007

Kronologi Sistem Navigasi

Dulu - Sekarang : Astronomi Geodesi OK untuk Lintang, relatif jelek untuk Bujur

sampai jam yang akurat ditemukan ~1760

13th Cent : Magnetic Compass

1907 : Gyrocompass 1912 : Radio Direction Finding

1930s : Radar dan INS (Inertial Nav. System)

1940s : Loran-A

1960s : Omega and Doppler Satellites

1970s : Loran-C 1980s : GPS dan kemudian GLONASS

2000s : GNSS (GPS, GLONASS, Galileo)

8/13/2019 Gps Dan Hidrografi 2

3/46

Penentuan Posisi Obyek di Permukaan Laut Survai dan Pemetaan Laut Perhubungan Laut

Pengamatan Pasut di Lepas Pantai Transfer MSL antar Stasion Penentuan Posisi Titik di Dasar Laut

Studi Pola Arus Laut Pemantauan Pergerakan Tumpahan Minyak Realisasi Aspek Geodetik dari Hukum Laut

GPS dan Bidang Kelautan

Hasanuddin Z. Abidin, 1993

8/13/2019 Gps Dan Hidrografi 2

4/46

Penentuan Posisi

di Permukaan Laut

Kapal dan wahana laut lainnya

Sensor-sensor kelautan

Struktur dan bangunan laut Pulau-pulau kecil yang terpencil

Personil yang bekerja di laut

Keunggulan GPS : posisi global,real-time,operasionalisasinya mudah, receiver nya murahtidak tergantung cuaca, ketelitian relatif tinggi

Hasanuddin Z. Abidin, 1993

8/13/2019 Gps Dan Hidrografi 2

5/46

GPS dan Survai Hidro-Oseanografi

Penentuan posisi

titik kontrol di pantai

Navigasi kapal survei

Penentuan posisi

titik perum

Penentuan posisi sensor2

hidrografi dan oseanografi

lainnya di kapal survei.Hasanuddin Z. Abidin, 1993

8/13/2019 Gps Dan Hidrografi 2

6/46

Penentuan Jaring Titik Kontrol di Pantai

Titik kontrol di pantaidigunakan sebagai acuanuntuk penentuan posisititik-titik perum

Umumnya ditentukanmenggunakan metodeSurvei GPS

Titikreferensi

Titikkontrol

Hasanuddin Z. Abidin, 2007

8/13/2019 Gps Dan Hidrografi 2

7/46

Hasanuddin Z. Abidin, 2004

METODE SURVEI GPS

Metode penentuan posisi yang digunakan adalah metodediferensial (metode relatif).

Minimal 2 receiver GPS diperlukan.

Penentuan posisi sifatnya statik (titik-titik survainya tidakbergerak).

Data utama pengamatan yang digunakan untukpenentuan posisi adalah data fase.

Tipe receiver yang digunakan adalahtipe survai/geodetik bukan tipe navigasi.

Pengolahan data umumnya dilakukan

secarapost-processing. Antar titik tidak perlu bisa saling

melihat. Yang perlu adalah setiaptitik dapat melihat satelit.

GPS

Monitor

Station

8/13/2019 Gps Dan Hidrografi 2

8/46

Geometri Jaring Survei GPS

Hasanuddin Z. Abidin, 1996

titik tetap

titik yang akanditentukan posisinya

baselineyang diamati

Jaring survai GPS dibentuk oleh titik-titik yang diketahui koordinatnya(titik tetap) dan titik-titik yang akan ditentukan posisinya.

Titik-titik tersebut dihubungkan dengan baseline-baseline yangkomponennya (dX,dY,dZ) diamati.

Contoh suatu bentuk jaring GPS :

8/13/2019 Gps Dan Hidrografi 2

9/46

Moda Jaring vs. Moda Radial

Hasanuddin Z. Abidin, 2004

MODA JARINGAN MODA RADIAL

(DARI 1 TITIK TETAP)

Ketelitian titikWaktu SurveiBiaya Survei

Moda yang digunakanakan berpengaruh pada:

8/13/2019 Gps Dan Hidrografi 2

10/46

Navigasi Kapal Survei

Memastikan bahwa kapalsurvei berada dalam jalurperum yang telahdirencanakan.

Metode penentuan posisi GPSsecara real-time yang bisa digunakan :

Absolute GPS kinematic positioning : 5 10 m DGPS (menggunakan pseudorange) : 1 3 m

Satelit GPS

Hasanuddin Z. Abidin, 2007

8/13/2019 Gps Dan Hidrografi 2

11/46

Sistem DGPS

Hasanuddin Z. Abidin, 1996

Sistem DGPS (Differential GPS) adalahsistem penentuan posisi real-timesecara diferensial menggunakan data

pseudorange.

Untuk merealisasikan tuntutanreal-timenya, monitor station harus mengirimkankoreksi diferensial ke pengguna secarareal-time menggunakan sistemkomunikasi data tertentu.

Koreksi diferensial :- koreksi pseudorange (RTCM SC-104)- koreksi koordinat

Yang umum digunakan : koreksipseudorange

Ketelitian tipikal posisi : 1 - 3 m Aplikasi utama : survei-survei kelautan

dan navigasi berketelitian menengah.

GPS

Stasion

ReferensiKoreksiDiferensial

Kapal

8/13/2019 Gps Dan Hidrografi 2

12/46

Local & Wide Area DGPS

Hasanuddin Z. Abidin, 1996

Tergantung wilayah cakupannya, sistem DGPS dapat dibedakanatas Local Area DGPS (LADGPS) danWide Area DGPS (WADGPS)

Satu stasionreferensi

Skalar (koreksipseudorange)

Lokal (< 100 km)

Jumlah stasionreferensi

Koreksi untuk

setiap satelit

Validitas

koreksi

Beberapastasion referensi

Vektor (koreksi jam satelit,tiga komponen kesalahanephemeris, parameter-parameter model ionosfir)

Regional

LADGPS WADGPS

8/13/2019 Gps Dan Hidrografi 2

13/46

Penentuan Posisi Titik Perum

Dimaksudkan untukmenentukan koordinattitik-titik kedalaman

Metode penentuan posisi GPSyang bisa digunakan :

Differential GPS kinematic

positioning (off-line): 1 5 cm Sistem RTK : 1 5 cm

Hasanuddin Z. Abidin, 2007

8/13/2019 Gps Dan Hidrografi 2

14/46

Titik (-titik) yang akanditentukan posisinya

bergerak (kinematik).

Selain posisi GPS juga bisa digunakan untukmenentukan kecepatan, percepatan &attitude.

Bisa berupaabsoluteataupundifferential positioning.

Bisa menggunakan datapseudorangedan/atau fase.

Hasil penentuan posisi bisa diperlukan saatpengamatan (real-time) ataupun sesudah

pengamatan (post-processing) Untukreal-time differentian positioning

diperlukan komunikasi data antaramonitor stationdengan receiver yang bergerak.

Penentuan posisi kinematik secara teliti memerlukan penggunaan data fase.Problem utamanya adalah penentuan ambiguitas fase secara on-the-fly.

Ukuran lebih pada suatu epok pengamatan biasanya tidak banyak. Ketelitian posisi : rendah sampai tinggi.

Aplikasi : navigasi, pemantauan (surveillance),guidance, fotogrammetri,airborne gravimetry, survai hidrografi, dll.

Kinematic Positioning

Hasanuddin Z. Abidin, 1994

GPS

MonitorStation

8/13/2019 Gps Dan Hidrografi 2

15/46

Sistem RTK

Hasanuddin Z. Abidin, 1996

Sistem RTK(Real-Time Kinematic)adalah sistem penentuan posisi

real-timesecara diferensialmenggunakan datafase.

Dapat digunakan untuk penentuan posisi obyek-obyek yang diammaupun bergerak.

Untuk merealisasikan tuntutanreal-timenya, stasion referensi harus

mengirimkan data fase dan pseudorange ke pengguna secara real-time menggunakan sistem komunikasi data tertentu.

Ketelitian tipikal posisi :1 - 5 cm

Aplikasi utama :staking out, survai kadaster,

survai pertambangan,navigasi berketelitiantinggi.

datafase danpseudorange

StasionReferensi

SatelitGPS

8/13/2019 Gps Dan Hidrografi 2

16/46

Penentuan Posisi Titik Perum(hal yang harus diperhatikan)

Hasanuddin Z. Abidin, 2007

Separasi ruang antara antena GPSdan echosounder

Ketidaksamaan waktu dalampengamatan satelit GPSdan pengamatan fix perum

Perbedaan sistem waktu GPSdengan sistem waktu echosounder

Waktu GPS = UTC + 1.00.n - 19n = 33 (1 Jan 2006)

8/13/2019 Gps Dan Hidrografi 2

17/46

Penentuan Posisi Titik Perum(hal yang harus diperhatikan)

Hasanuddin Z. Abidin, 2007

Separasi ruang antara antena GPSdan echosounder.- Offset nya (dX,dY,dZ) harus diukur- Effeknya terhadap koordinat

dipengaruhi dinamika kapal

Pengamatan GPS

Pengamatan fix perum

t1 t3

t2 t4

Ketidaksamaan waktu

8/13/2019 Gps Dan Hidrografi 2

18/46

Penentuan Posisi Sensor Lainnya

Dimaksudkan untukmenentukan koordinatsensor-sensor hidro-oseanografik lainnya

Metode penentuan posisi GPSyang bisa digunakan :

Absolute GPS kinematic positioning : 5 10 m DGPS (menggunakan pseudorange) : 1 3 m

Differential GPS kinematicpositioning (off-line) : 1 5 cm

Sistem RTK : 1 5 cmHasanuddin Z. Abidin, 2007

8/13/2019 Gps Dan Hidrografi 2

19/46

Aspek-Aspek

Pengolahan DataSurvei GPS

Satelit GPS

Hasanuddin Z. Abidin, 2007

8/13/2019 Gps Dan Hidrografi 2

20/46

Karakteristik Pengolahan Data Survai GPS

Hasanuddin Z. Abidin, 1996

Pengolahan data umumnya bertumpu pada hitung perataankuadrat terkecil (least-squares adjustment).

Koordinat dihitung umumnya dalam sistem Kartesian 3-D(X,Y,Z) yang geosentrik.

Pengolahan data dilakukan umumnya secara bertahap, baseline perbaseline, untuk kemudian setelah membentuk jaringan dilakukanperataan jaringan.

Perhitungan vektor baseline dapat dilakukan setelah data darireceiver-receiver GPS yang terkait secara fisik kesemuanya dibawa kesuatu komputer pengolah data.

Ketelitian koordinatyang diinginkan akan mempengaruhi tingkat

kecanggihan dari proses pengolahan data yang ditun