survei gps
TRANSCRIPT
-
1
Laporan Praktikum Survey Sistem Satelit Navigasi Global
Praktikum Survey Pengukuran GPS
Jurusan Teknik Geomatika FTSP- Institut Teknologi Sepuluh Nopember
Surabaya-2014
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
GPS adalah singkatan dari Global Positioning System yang merupakan sistem untuk
menentukan posisi dan navigasi secara global dengan menggunakan satelit. Sistem GPS
pertama kali dikembangkan oleh Departemen Pertahanan Amerika yang digunakan untuk
kepentingan militer maupun sipil. Sistem GPS ini sudah banyak digunakan orang di
seluruh dunia, mulai dari aplikasiaplikasi rekreatif dan keolahragaan sampai aplikasi-
aplikasi ilmiah. Di Indonesia pun, GPS sudah banyak diaplikasikan, terutama yang terkait
dengan aplikasi-aplikasi yang menuntut informasi tentang posisi dan kecepatan,
termasuk di bidang kelautan.
Pemetaan atau penentuan letak suatu daerah berdasarkan longitude, latitude dan
elevasi sangat penting dalam geodesy dan geomatika karena tanpa adanya gambaran
lokasi penelitian / pengamatan hasil data akuisisi menjadi kurang lengkap. Pemetaan
yang cukup mudah untuk dilkukan dan tidak membutuhkan biaya banyak adalah dengan
menggunakan GPS (Global Positioning System). Nama formal dari GPS adalah NAVSTAR
GPS (Navigation Satellite Timing and ranging Global Positioning System). GPS adalah
sebuah alat untuk menentukan letak atau posisi suatu daerah dengan cepat dan akurasi
yang cukup tinggi dengan menggunakan bantuan sistem satelit.
GPS (Global Positioning System) digunakan dalam geodesy karena penggunaan
GPS tidak tergantung cuaca dan waktu. Selain itu Penggunaan GPS dapat mencakup
daerah yang sangat luas karena satelit GPS mempunyai orbit yang cukup tinggi yaitu
sekitar 20.000 km diatas permukaan bumi dan jumlah satelit GPS cukup banyak yaitu 24
satelit sehingga penggunaan satelit ini dapat digunakan oleh siapa saja dalam waktu yang
bersamaan. GPS harus memiliki setidaknya 3 satelit untuk hitung posisi 2D dan
pergerakannya. Dengan 4 satellites, GPS kita dapat menghitung posisi 3D position
(latitude, longitude & ketinggian). Dengan informasi posisi, GPS dapat menghitung data
lain seperti : kecepatan, arah, lintasan, jarak tempuh, jarak ke tujuan, matahari terbit &
terbenam dan lain-lain.
Penggunaan GPS (Global Positioning System) cukup mudah yaitu dengan
menentukan letak longitude, latitude dan elevasi dari daerah yang akan dibuat pemetaan.
-
2
Laporan Praktikum Survey Sistem Satelit Navigasi Global
Praktikum Survey Pengukuran GPS
Jurusan Teknik Geomatika FTSP- Institut Teknologi Sepuluh Nopember
Surabaya-2014
Kemudian data-data pengukuran diolah menggunakan software map source agar data
longitude dan latitude dapat dibaca dalam satuan meter. Manfaat menggunakan GPS
(Global Positioning System) dalam penelitian yaitu setiap penggunaan GPS tidak dikenai
biaya dan dapat menampilkan spektrum daerah yang cukup luas.Setelah melihat betapa
luasnya bidang yang dapat dikaji dengan ilmu survei GPS, maka kali ini mahasiswa Teknik
Geomatika ITS mencoba untuk melakukan survei lapangan yang relatif sederhana dengan
GPS Geodetik TOPCON HIPERPRO untuk memahami lebih lanjut mengenai survei GPS.
Dan digunakan software Topcon Tools dan GPS Tools untuk proses pengolahan.
1.2 Tujuan
Tujuan dari praktikum ini adalah :
1. Mahasiswa mengenal alat GPS Geodetik, utamanya GPS TOPCON Hiper Pro.
2. Mahasiswa memahami teknis survey lapangan dengan alat GPS static.
3. Mahasiswa memahami teknik pengolahan data GPS dengan menggunakan
software Topcon Tools dan GPS Tools.
4. Mahasiswa memahami proses perataan jaring dalam pengolahan data GPS.
1.3 Manfaat
Manfaat dari adanya praktikum ini adalah :
1. Mahasiswa mampu memahami teknik survey lapangan dengan alat GPS Geodetik.
2. Mahasiswa mampu menentukan titik koordinat yang dapat digunakan sebagai
referensi Ground Control Point (GCP) dari proses pengolahan data GPS.
3. Mahasiswa mampu memahami Proses perataan jaring dalam pengolahan data GPS
untuk menentukan titik koordinat.
-
3
Laporan Praktikum Survey Sistem Satelit Navigasi Global
Praktikum Survey Pengukuran GPS
Jurusan Teknik Geomatika FTSP- Institut Teknologi Sepuluh Nopember
Surabaya-2014
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 GPS (GLOBAL POSITIONING SYSTEM)
GPS (Gobal Positioning System) adalah sistem untuk menetukan posisi dan
navigasi secara global dengan menggunakan satelit. System yang dapat digunakan
oleh banyak orang sekaligus dalam segala cuaca ini, didesain untuk memeberikan
posisi dan kecepatan 3 dimensi yang teliti, serta informasi mengenai waktu secara
kontinyu di seluruh dunia. Satelit GPS yang mengorbit bumi dengan orbit dan
kedudukan yang tetap (koordinat pasti), seluruhnya berjumlah 24 buah dimana
21 buah aktif bekerja dan 3 buah sisanya adalah cadangan. Arsitektur dari system
GPS disetujui oleh Departemen Pertahanan Amerika pada tahun 1973. Secara
global, GPS digunakan untuk kepentingan militer maupun sipil (survey pemetaan
serta informasi geografi).
Sistem GPS, yang memiliki nama asli NAVSTAR GPS (Navigation Satelite
Timing and Ranging Global Positioning System), memiliki tiga segmen utama, yaitu
segmen angkasa (space segment) yang terdiri dari satelit satelit GPS, segmen
system control (control system segment) yang terdiri dari stasiun stasiun
pemonitor dan pengontrol satelit, dan segmen pengguna (user segment) yang
terdiri dari pemakai GPS termasuk alat alat penerima serta pengolah sinyal dan
data GPS. Ketiga segmen GPS tersebut digambarkan secara skematik pada gambar
berikut :
Gambar 2.1 Sistem Penentuan Posisi Global, GPS (Wells et al., 1986)
-
4
Laporan Praktikum Survey Sistem Satelit Navigasi Global
Praktikum Survey Pengukuran GPS
Jurusan Teknik Geomatika FTSP- Institut Teknologi Sepuluh Nopember
Surabaya-2014
2.1.1 Segmen Angkasa
Segmen angkasa terdiri dari sateli satelit GPS serta roket roket Delta peluncur
satelit dari Cape Canaveral, Florida, Amerika Serikat. Satelit GPS bertugas
menerima dan menyimpan data yang ditransmisikan oleh stasiun stasiun
pengontrol, menyimpan dan menjaga informasi waktu berketelitian tinggi
(ditentukan dengan jam atom di satelit), dan memancarkan sinyal dan informasi
secara kontinyu ke pesawat penerima (receiver) dari pengguna.
Berdasarkan periode operasionalnya, satelit satelit GPS dapat dibagi atas
beberapa generasi, yaitu (Kaplan, 1996 ; NAVCEN, 2005) :
BLOK I (Initial Concept Validation Satellites)
BLOK II (Initial Production Satellites)
BLOK IIA (Upgraded Production Satellites)
BLOK IIR (Replenishment Satellites)
BLOK IIF (Follow-On Suistainment Satellites)
BLOK III
Konfigurasi Orbit
Konstelasi standar satelit GPS terdiri dari 24 satelit yang menempati 6 bidang
orbit (bentuknya sangat mendekati lingkaran), dengan eksentrisitas orbit
umumnya lebih kecil dari 0.02 seperti yang diilustrasikan pada gambar berikut :
Gambar 2.2 Konfigurasi Orbit Satelit satelit GPS
-
5
Laporan Praktikum Survey Sistem Satelit Navigasi Global
Praktikum Survey Pengukuran GPS
Jurusan Teknik Geomatika FTSP- Institut Teknologi Sepuluh Nopember
Surabaya-2014
Orbit satelit GPS berinklinasi 55 terhadap bidang ekuatordengan ketinggian rata
rata dari permukaan bumi sekitar 20.200 km. Satelit GPS bergerak dalam
orbitnya dengan kecepatan kira kira 3.87 km/detik dan mempunyai periode 11
jam 58 menit. Dengan adanya 24 satelit yang mengangkasa tersebut, 4 sampai 10
satelit GPS akan selalu dapat diamati pada setiap waktu dari manapun di
permukaan bumi.
Setiap satelit GPS secara kontinyu memancarkan sinyal sinyal gelombang pada 2
frekuensi L-band yang dinamakan L1 dan L2.Sinyal L1 berfrekuensi 1575,42 Mhz
dan L2 berfrekuensi 1227,60 Mhz. Sinyal L1 membawa 2 buah kode biner yang
dinamakan kode-P dan C/A, sedangkan sinyal L2 hanya membawa kode C/A.
2.1.2 Segmen Sistem Kontrol
Segmen system kontrol bertugas mengendalikan dan mengontrol satelit dari bumi
baik untuk mengecek kesehatan satelit, penentuan dan prediksi orbit dan waktu,
sinkronisasi waktu antar satelit, dan mengirim data ke satelit.
Sateli satelit GPS dimonitor dan dikontrol oleh segmen system control yang
terdiri dari beberapa stasiun pemonitor dan pengontrol yang tersebar di seluruh
dunia, yaitu di Pulau Ascension (Samudera Atlantik bagian selatan), Diego Garcia
(Samudera Hindia), Kwajalein (Samudera Pasifik bagian utara), Hawaii, dan
Colorado Springs.
Gambar 2.3 Lokasi Stasiun stasiun System Control GPS
-
6
Laporan Praktikum Survey Sistem Satelit Navigasi Global
Praktikum Survey Pengukuran GPS
Jurusan Teknik Geomatika FTSP- Institut Teknologi Sepuluh Nopember
Surabaya-2014
2.1.3 Segmen Pengguna
Segmen pengguna terdiri dari para pengguna satelit GPS, baik di darat, laut, udara,
maupun angkasa.Dalam hal ini, alat penerima sinyal GPS (GPS receiver) diperlukan
untuk menerima data dari satelit dan memprosesnya untuk menentukan posisi
(posisi 3 dimensi yaitu koordinat di bumi plus ketinggian), arah, jarak, dan waktu
yang diperlukan oleh pengguna. Ada dua macam tipe GPS receiver yaitu : tipe
NAVIGASI (Trimble Ensign, Trimble Pathfinder, Garmin, Sony dan lain sebagainya)
dan GEODETIC (Topcon, Leica, Astech, Trimble seri 4000 dan lain sebagainya).
2.2 PENENTUAN POSISI DENGAN GPS
Prinsip penentuan posisi dengan GPS yaitu menggunakan metode reseksi jarak,
dimana pengukuran jarak dilakukan secara simultan ke beberapa satelit yang
telah diketahui koordinatnya. Pada pengukuran GPS, setiap epoknya memiliki
empat parameter yang harus ditentukan : yaitu 3 parameter koordinat X,Y,Z atau
L,B,h dan satu parameter kesalahan waktu akibat ketidaksinkronan jam osilator di
satelit dengan jam di receiver GPS. Oleh karena diperlukan minimal pengukuran
jarak ke empat satelit.
Gambar 2.4 Prinsip Dasar Penentuan Posisi dengan GPS
2.2.1 Ketelitian Posisi GPS
Ketelitian posisi yang didapat denga pengamatan GPS secara umum akan
tergnatung pada empat factor, yaitu : metode penentuan posisi yang
-
7
Laporan Praktikum Survey Sistem Satelit Navigasi Global
Praktikum Survey Pengukuran GPS
Jurusan Teknik Geomatika FTSP- Institut Teknologi Sepuluh Nopember
Surabaya-2014
digunakan, geometri dan distribusi dari satelit satelit yang diamati,
ketelitian data yang digunakan, dan strategi atau metode pengolahan data
yang diterapkan. Masing masing factor tersebut memiliki beberapa
parameter yang berpengaruh pada ketelitian posisi yang akan diperoleh dari
GPS.
Tabel 2.1 Faktor dan parameter yang mempengaruhi ketelitian penentuan
posisi dengan GPS
Faktor Parameter
Ketelitian
Data
tipe data yang digunaka (pseudorange, fase)
kualitas receiver gps
level dari kesalahan dan bias
Geometri
Satelit
jumlah satelit
lokasi dan distribusi satelit
lama pengamatan
Metode
Penentuan
Posisi
absolute & differential positioning
static, rapid-static, pseudo-kinematic, stop and go,
kinematic
one & multi stations references
Strategi
Pemrosesan
Data
real-time & processing
strategi eliminasi dan pengkoreksian keslahan dan
bias
meted estimasi yang digunakan
pemrosesan baseline dan perataan jaring
control kualitas
2.2.2 Metode metode Penentuan Posisi
Pada dasarnya, tergantung pada mekanisme pengaplikasiannya, metode
penentuan posisi dengan GPS dapat dikelompokkan atas beberapa metode,
yaitu : absolute, differential, static, rapid-static, pseudo-kinematic, dan stop
and go.
-
8
Laporan Praktikum Survey Sistem Satelit Navigasi Global
Praktikum Survey Pengukuran GPS
Jurusan Teknik Geomatika FTSP- Institut Teknologi Sepuluh Nopember
Surabaya-2014
Tabel 2.2 Metode - metode penentuan posisi dengan GPS
Metode Absolute
(menggunakan
1 receiver)
Differential
(menggunakan
2 receiver)
Titik Receiver
STATIC Diam Diam
KINEMATIC Bergerak Bergerak
RAPID
STATIC
Diam Diam
(singkat)
PSEUDO-
KINEMATIC
Diam Diam dan
bergerak
STOP AND
GO
Diam Diam dan
bergerak
Berdasarkan aplikasinya, metode metode penentuan posisi dengan GPSjuga dapat
dibagi atas dua kategori utama, yaitu survey dan navigasi, sperti yang
diilustrasikan pada gambar berikut :
Gambar 2.5 Metode penentuan posisi dengan GPS
2.3 DOP (DILUTION OF PRECISION)
DOP (Dilution of Precision) adalah istilah yang menggambarkan kekuatan
akurasi dari konfigurasi geometri satelit. Ketika satealit yang muncul berdekatan
-
9
Laporan Praktikum Survey Sistem Satelit Navigasi Global
Praktikum Survey Pengukuran GPS
Jurusan Teknik Geomatika FTSP- Institut Teknologi Sepuluh Nopember
Surabaya-2014
di atas langit, geometrinya menjadi lemah dan DOP-nya tinggi. Namun ketika
berjauhan maka geometrinya menjadi kuat dan nilai DOP menjadi rendah.
Sehingga dengan rendahnya nilai DOP maka kekakuratan posisi GPS menjadi lebih
baik karena adanya separasi sudut yang luas dari satelit-satelit yang digunakan
dalam memperhitungakan posisi unit GPS. Dalam prakteknya, berbagai bentuk
DOP digunakan, tergantung pada kebutuhan. Misalnya, untuk keperluan umum
posisi GPS, pengguna mungkin tertarik dalam meneliti efek dari geometri satelit
pada kualitas yang dihasilkan posisi 3-D (lintang, bujur, dan ketinggian) kontelasi
satelit. Hal ini dapat dilakukan dengan memeriksa nilai PDOP.
PDOP dapat dibagi menjadi dua komponen:
1. HDOP (Horizontal Dilution of Precision)
2. VDOP (Vertikal Dilution of Precision)
Dan oleh karena pengguna GPS hanya dapat melacak satelit dengan prioritas
horisontal, maka VDOP akan selalu lebih besar daripada HDOP. Akibatnya, resolusi
vertikal GPS akan kurang tepat dibandingkan dengan resolusi horisontal. nilai
VDOP dapat ditingkatkan oleh supplementing GPS dengan cara
menggabungkannya dengan sensor lain, misalnya: pseudolites. DOP lainnya yang
umum digunakan ialah TDOP (Time Dilution of Precision) dan GDOP (Geometry
Dilution of Precision). GDOP merupakan gabungan efek dari PDOP dan TDOP.
GDOP sering diinterpretasikan secara kasar sebagai perbandingan antara
eror posisi dengan eror jarak. Bayangkan ada segiempat yang terbentuk oleh garis
penghubung empat satelit dan receiver. Semakin besar volume tetrahedron maka
semakin baik nilai GDOPnya. Semakin kecil tetrahedron semakin buruk nilai
GDOP. Semakin banyak satelit yang terdeteksi semakin baik pula nilai GDOP-nya.
Semakin bebas lokasi dari penghalang maka semakin baik nilai GDOP-nya.
2.4 KESALAHAN DAN BIAS
Dalam perjalanan sinyal GPS, dari satelit sampai pengamat pasti tidak terlepas
dari berbagai kesalahan dan bias. Kesalahan dan bias GPS tersebut dapat terkait
dengan (Abidin, 2005) :
-
10
Laporan Praktikum Survey Sistem Satelit Navigasi Global
Praktikum Survey Pengukuran GPS
Jurusan Teknik Geomatika FTSP- Institut Teknologi Sepuluh Nopember
Surabaya-2014
Satelit, seperti kesalahan ephemeris, jam satelit, dan selective availability (SA).
Medium propagasi, seperti bias ionosfer dan bias troposfer.
GPS Receiver, seperti kesalahan jam receiver, kesalahan yang terkait dengan
antena, dan noise (derau).
Data pengamatan, seperti ambiguitas fase dan cycle slips.
Lingkungan sekitar GPS receiver, seperti multipath dan imaging.
Berikut ini akan dijelaskan karakteristik dari kesalahan dan bias yang umum terjadi.
1. Kesalahan orbit (ephemeris)
Kesalahan ephemeris merupakan kesalahan dimana orbit satelit yang dilaporkan
oleh ephemeris satelit tidak sama dengan orbit satelit yang sebenarnya sehingga
akan mempengaruhi ketelitian koordinat titik-titik yang ditentukan.
Gambar 2.6 Kesalahan Orbit (Ephemeris)
2. Bias ionosfer
Ion-ion bebas (elektron) dalam lapisan ionosfer akan mempengaruhi propagasi
sinyal GPS. Dalam hal ini ionosfer akan mempengaruhi kecepatan, arah,
polarisasi, dan kekuatan GPS yang melaluinya. Ionosfer akan memperlambat
kecepatan sinyal (ukuran jarak menjadi lebih panjang) dan mempercepat fase
(ukuran jarak menjadi lebih pendek), dengan bias jarak (dalam unit panjang)
-
11
Laporan Praktikum Survey Sistem Satelit Navigasi Global
Praktikum Survey Pengukuran GPS
Jurusan Teknik Geomatika FTSP- Institut Teknologi Sepuluh Nopember
Surabaya-2014
yang sama besarnya. Jadi secara umum, bias ionosfer dapat mengakibatkan
ukuran jarak yang dihasilkan menjadi kurang teliti.
3. Bias troposfer
Ketika melalui lapisan troposfer, sinyal GPS akan mengalami refraks, yang
menyebabkan perubahan kecepatan dan arah sinyal GPS. Bias troposfer ini akan
mempengaruhi kecepatan sehingga akan menghasilkan ukuran jarak yang
kurang teliti. Lapisan troposfer ini memperlambat data waktu dan data fase.
4. Multipath
Multipath merupakan fenomena dimana sinyal dari satelit tiba di antena GPS
melalui dua atau lebih lintasan yang berbeda (Abidin, 2006). Dalam hal ini, satu
sinyal merupakan sinyal langsung dari satelit ke antena, sedangkan yang lainnya
merupakan sinyal-sinyal tidak langsung yang dipantulkan oleh benda-benda
(seperti: gedung, jalan raya, mobi, pepohonan, dll) di sekitar antena sebelum tiba
di antena. Perbedaan panjang lintasan menyebabkan sinyal-sinyal tersebut
berinteferensi ketika tiba di antena yang mengakibatkan kesalahan pada hasil
pengamatan. Kesalahan akibat multipath akan menghasilkan ukuran jarak yang
kurang teliti. Multipath akan mempengaruhi hasil ukuran pseudorange dan
carrier phase.
Gambar 2.7 Efek Multipath
-
12
Laporan Praktikum Survey Sistem Satelit Navigasi Global
Praktikum Survey Pengukuran GPS
Jurusan Teknik Geomatika FTSP- Institut Teknologi Sepuluh Nopember
Surabaya-2014
5. Ambiguitas fase (cycle ambiguity)
Ambiguitas fase dari pengamatan fase sinyal GPS merupakan jumlah gelombang
penuh yang tidak terukur oleh GPS receiver (Abidin, 2006). Untuk dapat
merekonstruksi jarak ukuran antara satelit dengan antena maka harga
ambiguitas fase tersebut harus ditentukan terlebih dahulu. Hal ini diperlukan
pada saat pengubahan data fase menjadi hasil ukuran jarak sehingga dihasilkan
ketelitian yang sangat presisi. Nilai ambiguitas fase akan selalu tetap selama
pengamatan tidak terjadi cycle slip. Penentuan ambiguitas fase ini dilakukan
dengan cara pemberian koreksi terhadap nilai ambiguitas fase yang
mengembang (float) sehingga diperoleh nilai ambiguitas fase yang integer.
6. Cycle slips
Cycle slips merupakan ketidak-kontinuan dalam jumlah gelombang penuh dari
fase gelombang pembawa yang diamati, karena sinyal ke receiver terputus pada
saat pengamatan sinyal. Jika dilakukan plotting data pengamatan fase terhadap
waktu, maka cycle slip dapat dideteksi dari terdapatnya loncatan mendadak
kurva grafik. Dalam proses pengolahan data untuk perhitungan posis,
pengkoreksian cycle slips bisa dilakukan sebagai suatu proses tersendiri
sebelum proses estimasi posisi, ataupun secara terpadu dengan proses
pengestimasian posisi.
7. Selective Availability
Selective Availability (SA) merupakan metode yang pernah diaplikasikan untuk
memproteksi ketelitian posisi absolut secara real-time yang tinggi dari GPS
hanya untuk pihak militer Amerika Serikat dan pihak-pihak yang berwenang.
Tetapi sejak 2 Mei 2000, kebijakan SA sudah dinonaktifkan.
8. Anti Spoofing
Anti Spoofing (AS) merupakan suatu kebijakan dari Departemen Pertahanan
Amerika Serikat, dimana kode-P dari sinyal GPS diubah menjadi kode-Y yang
bersifat rahasia, yang strukturnya hanya diketahui oleh pihak militer Amerika
Serikat dan pihak-pihak yang berwenang.
-
13
Laporan Praktikum Survey Sistem Satelit Navigasi Global
Praktikum Survey Pengukuran GPS
Jurusan Teknik Geomatika FTSP- Institut Teknologi Sepuluh Nopember
Surabaya-2014
9. Kesalahan jam
Kesalahan jam ini dapat berupa kesalahan jam satelit maupun kesalahan jam
receiver. Bentuk kesalahannya dapat berupa bentuk offset waktu, offset
frekuensi, maupun frequency drift. Kesalahan jam ini akan langsung
mempengaruhi ukuran jarak, baik pseudorange maupun jarak fase.
10. Pergerakan dari pusat antenna
Pada umumnya pusat fase antena GPS akan berubah-ubah tergantung pada
elevasi dan azimuth satelit, serta intensitas sinyal, dan lokasinya akan berbeda
untuk sinyal L1 dan L2 [Tranquilla et al. 1987]. Hal ini disebabkan oleh sulitnya
merealisasikan sumber radiasi yang ideal pada antena GPS. Karena perbedaan
tersebut bersifat variatif terhadap waktu, maka besar efek kesalahan karena
adanya pergerakan pusat fase antena pada ukuran jarak juga akan bervariasi
secara temporal.
11. Imaging
Imaging merupakan suatu fenomena yang melibatkan suatu benda konduktif
(konduktor) yang berada dekat dengan antena GPS, seperti reflektor berukuran
besar maupun groundplane dari antena itu sendiri (Abidin, 2006). Efek dari
imaging ini adalah akan memunculkan antena bayangan (image) atau dengan
kata lain fenomena imaging ini akan mendistorsi pola fase antena yang
seharusnya. Hal ini mengakibatkan perubahan titik pusat fase antena sehingga
akan menyebabkan terjadinya kesalahan pada ukuran jarak.
2.5 PENGOLAHAN DATA GPS
Tahap-tahap dan prosedur pengolahan data pengamatan GPS adalah sebagai
berikut :
2.5.1 Perhitungan Baseline
Reduksi baseline dilakukan dengan menggunakan Trimble Bussines
Centre atau software kompatibel lainnya.
Koordinat pendekatan dari titik referensi dalam reduksi baseline < 10
m dari nilai sebenarnya.
-
14
Laporan Praktikum Survey Sistem Satelit Navigasi Global
Praktikum Survey Pengukuran GPS
Jurusan Teknik Geomatika FTSP- Institut Teknologi Sepuluh Nopember
Surabaya-2014
Proses reduksi baseline harus mampu menghitung besarnya koreksi
troposfer dan ionosfer.
Setiap baseline ambiguity-nya resolved.
2.5.2 Perataan Jaringan
Perataan jaring Bebas dan Terikat terhadap data pengamatan titik kerangka
dasar akan digunakan software pengolah data seperti GP Survey, TGO atau
yang lainnya. Informasi dibawah ini harus dihasilkan setiap perataan :
Hasil dari test Chi-Square atau variance Ratio pada residual setelah
perataan (test ini harus dapat melalui confidence level 68%, yang berarti
bahwa data-data tersebut konsisten terhadap model matematika yang
digunakan).
Daftar koordinat hasil perataan.
Daftar baseline hasil perataan, termasuk koreksi dari komponen-
komponen baseline hasil pengamatan.
Analisis statistika mengenai residual komponen baseline termasuk jika
ditemukan koreksi yang besar (outlier) pada convidence level yang
digunakan.
Elips kesalahan titik untuk setiap titik.
Elips kesalahan garis
2.5.3 Kontrol Kualitas
Untuk setiap baseline didalam jaringan, standar deviasi hasil hitungan dari
komponen baseline toposentrik (N, E, H) yang dihasilkan oleh software
reduksi baseline harus memenuhi hubungan berikut :
s E s M
s H 2 s M
dimana :
s M = [ 10 + (10d) ] x 1.96 mm
d : panjang baseline dalam kilometer
-
15
Laporan Praktikum Survey Sistem Satelit Navigasi Global
Praktikum Survey Pengukuran GPS
Jurusan Teknik Geomatika FTSP- Institut Teknologi Sepuluh Nopember
Surabaya-2014
Baseline yang diamati dua kali :
Baseline yang lebih pendek dari 8 Km : Komponen lintang dan bujur dari
kedua baseline tidak boleh berbeda lebih besar dari 0,03 meter.
Komponen tinggi tidak boleh berbeda lebih dari 0,06 meter.
Baseline yang lebih panjang dari 8 Km : komponen lintang dan bujur dari
kedua baseline tidak boleh besar dari 0,05 meter. Komponen tinggi tidak
boleh berbeda lebih dari 0,10 meter.
Elips kesalahan garis harus dihasilkan untuk setiap baseline yang
diamati dan untuk setiap pasang stasiun dengan panjang yang kurang
dari 4 Km.
Untuk jaring titik kerangka dasar GPS ini, semi major axis dari elips
kesalahan garis (ls) antara dua titik yang berdekatan (baik dihubungkan
langsung oleh suatu pengamatan maupun tidak) harus lebih kecil dari
harga parameter r yang dihitung sebagai berikut :
r = 30 (d + 0,2)
dimana :
r = panjang maksimum yang diperkenankan untuk semi-major axis
(mm)
d = jarak dalam Km.
2.5.4 Transformasi Koordinat
Transformasi koordinat dilakukan dengan mempergunakan software
pengolah data GPS. Untuk setiap titik pengamatan akan diberikan data
sebagai berikut :
Lintang, Bujur dan tinggi terhadap spheroid pada datum WGS 84
Koordinat dengan menggunakan proyeksi UTM pada datum WGS 84
Titik nol koordinat semu (500.000 E, 10.000.000N)
Lintang origin (0)
Faktor skala 0.9996
Zone UTM (48 S)
-
16
Laporan Praktikum Survey Sistem Satelit Navigasi Global
Praktikum Survey Pengukuran GPS
Jurusan Teknik Geomatika FTSP- Institut Teknologi Sepuluh Nopember
Surabaya-2014
BAB III
METODOLOGI PEKERJAAN
3.1 Waktu dan Lokasi Pekerjaan
Hari, Tanggal : Senin, 24 November 2014
Waktu : 15.00 18.00 WIB
Lokasi : Area Kampus ITS, dengan sketsa lokasi sebagai berikut
Gambar 3.1 Lokasi Praktikum Survei Pengukuran GPS
3.2 Alat dan Bahan
Praktikum Pengukuran dengan GPS ini menggunakan alat dan bahan sebagai berikut :
Tabel 3.1 Alat dan bahan praktikum survei pengukuran gps
No Nama Alat Tipe Jumlah Keterangan
1 Receiver GPS Topcon 2
Dual Frekuensi
GPS 03 (No. Seri 309-
0681),
GPS 02 (No. Seri 309-
8664)
2 Kabel
Download GPS ... 2
Sesuai spesifikasi
Receiver GPS
-
17
Laporan Praktikum Survey Sistem Satelit Navigasi Global
Praktikum Survey Pengukuran GPS
Jurusan Teknik Geomatika FTSP- Institut Teknologi Sepuluh Nopember
Surabaya-2014
3 Kabel Charger
GPS 2
Sesuai spesifikasi
Receiver GPS
4 Accu GS Astra 2 ...
5 Statif ... 2 ...
6
Petunjuk
Pengoperasian
GPS
Topcon, Hiper
Pro 2
Sesuai spesifikasi
Receiver GPS
7 Plastik Bening ... 2 Pelindung Saat Hujan
Untuk lebih detailnya Spesifikasi Receiver GPS yang digunakan, dijelaskan sebagai
berikut :
Tabel 3.2 Spesifikasi receiver GPS
Description 40 channel integrated GPS + receiver/antenna with
MINTER interface
Tracking Spesifications
Tracking Channels,
standard 40 L1 GPS (20 GPS L1 + L2 on Cinderella days)
Tracking Channels,
optional
20 GPS L1 + L2 (GD), GPS L1, GLONASS (GG),
20 GPS L1 + L2 + GLONASS (GGD)
Signals Tracked L1/L2/ C/A and P Code & Carrier and GLONASS
Performance Specifications
Static, Rapid Static H : 3 mm + 0.5 ppm
V : 5 mm + 0.5 ppm
RTK H : 10 mm + 1 ppm
V : 15 mm + 1 ppm
Power Specifications
Battery Internal Lithium-Ion batteries for up to 14+ hours of
operation (10 hrs TX)
External power input 6 to volts DC
Power consumption Less than 4.2 watts
GPS + Antenna Specification
GPS/GLONASS
Antenna Integrated
Ground Plane Integrated flat ground plane
-
18
Laporan Praktikum Survey Sistem Satelit Navigasi Global
Praktikum Survey Pengukuran GPS
Jurusan Teknik Geomatika FTSP- Institut Teknologi Sepuluh Nopember
Surabaya-2014
Radio Antenna Center-mount UHF Antenna
Radio Specification
Radio type Internal Tx/Rx UHF (Selectable frequency range)
Power Output 1.0W/0.25W (selectable)
Wireless Communication
Communication Bluetooth version 1.1 comp
I/O
Communication Ports 2x serial (RS232)
Other I/O Signals 1 pps, Event maker
Status Indicator 4x3-color LEDs, Two-function Keys (minter)
Control & Display
Unit External Field Controller
Memory & Recording
Internal Memory Up to 128 MB
Data Update Rate Up to 20 times per second (20 Hz)
Data Type Code and Carrier from L1 and L2, GPS and GLONASS
Data Input/Output
Real time data
outputs RTCM SC104 ver 2.1, 2.2, 2.3, 3.0, CMR, CMR+
ASCII Outputs NMEA 0183 version 3.0
Other Outputs TPS format
Output Rate Up to 20 tomes per second (20Hz)
Enviromental Specifications
Enclosure Aluminum extrusion, waterproof
Operating
temperature -30C to 55C
Dimensions W: 159 x H: 172 x D: 88 mm/ 6.25 x 6.75 x 3.5 in
Weight 1.65 g/ 3.64 lbs
3.3 Personil dan Pembagian Tugas
Dalam praktikum Survei Pengukuran dengan GPS ini, Personil kelompok selanjutnya
diberikan pembagian tugas sebagai berikut :
-
19
Laporan Praktikum Survey Sistem Satelit Navigasi Global
Praktikum Survey Pengukuran GPS
Jurusan Teknik Geomatika FTSP- Institut Teknologi Sepuluh Nopember
Surabaya-2014
Tabel 3.3 Pembagian tugas praktikum survei pengukuran GPS
No Nama NRP Pembagian Tugas
1 Lukman Hakim 3512100013 Record Titik
Rek1,Rek2,Lpp2
2 M. Irsyadi Firdaus 3512100013 Record Titik
Lpp2,Des1,Des2
3 Dedy Kurniawan 3512100017 Record Titik
Lpp2,Des1,Des3
4 Fristama Abrianto 3512100018 Record Titik
Rek1,Rek2,Lpp3
5 Nurul Aini 3512100020 Record Titik
Lpp2,Des1,Des3
6 Roni Kurniawan 3512100021 Record Titik
Rek1,Rek2,Lpp4
7 Arief Yusuf Effendi 3512100024 Record Titik
Lpp2,Des1,Des3
3.4 Metodologi Pekerjaan
3.4.1 Metode Pengukuran Data
Pengukuran yang kami lakukan menggunakan Metode Jaring dengan spesifikasi
sebagai berikut :
Jumlah Receiver (r) : 2
Jumlah Titik (n) : 3
Jumlah Pertampalan Titik (m) : 1
Jumlah Minimum Minimum Sesi dan Baseline dihitung sebagai berikut :
Minimum Sesi =
=
=2/1 = 2 Sesi
Jumlah Minimum baseline dihitung sebagai berikut:
Minimum Baseline Bebas : 2(2-1)=2 Baseline
-
20
Laporan Praktikum Survey Sistem Satelit Navigasi Global
Praktikum Survey Pengukuran GPS
Jurusan Teknik Geomatika FTSP- Institut Teknologi Sepuluh Nopember
Surabaya-2014
3.4.2 Kegiatan Survei GPS
1) Perekaman data posisi titik
Titik BM yang telah ditentukan, selanjutnya akan direcord posisi koordinatnya
melalui receiver GPS yang menerima sinyal dari Satelit GPS.pengamatan satelit
tersebut dilakukan selama 30 menit dengan epok 15 detik. Adapun tahapan
yang dilakukan selama melakukan pengamatan adalah sebagai berikut :
a) Melakukan centering alat
b) Memasang Receiver GPS dan menyalakan tombol power
c) Bila menggunakan accu, pasang kabel charger sesuai plus minus pada
receiver dan instrumen accu
d) Menekan tombol reset sampai lampu menyala merah-hijau
e) Menekan tombol fn sampai lampu menyala hijau dan catat waktu
pengamatan pada form, Untuk mulai merekam data,
f) Mengukur tinggi alat sebanyak 2x (pada awal dan akhir pengukuran)
kemudian catat pada form ukur
g) Melengkapi form ukur
h) Setelah 30 menit pengamatan, tekan tombol fn kembali sampai
lampunya mati dan catat waktu pengamatan
i) Menekan tombol power sampai berwarna merah tua, kemudian lepaskan
j) Melakukan pengamatan pada sesi berikutnya, dengan mengulang langkah
a-i pada sesi-sesi lanjutan.
2) Sesi yang terbentuk
Tabel 3.4 Jumlah Sesi Pengukuran GPS
Sesi Titik Baseline Keterangan Waktu
1 REK
REK-LPPM BM ITS 1
15:40-16:15 LPPM GPS C
Mobilisasi 15 menit
2 REK REK-DES
BM ITS 1 16:30 - 17:10
DES GPS 3
Mobilisasi 20 menit
3 DES DES-LPPM
GPS 3 17:30 - 18:10
LPPM GPS C
-
21
Laporan Praktikum Survey Sistem Satelit Navigasi Global
Praktikum Survey Pengukuran GPS
Jurusan Teknik Geomatika FTSP- Institut Teknologi Sepuluh Nopember
Surabaya-2014
3) Jaring pengukuran yang terbentuk
Gambar 3.2 Perpindahan Receiver GPS
Keterangan
: Perpindahan GPS 1
: Perpindahan GPS 2
3.4.3 Metode Pengolahan Data
A. Pengolahan Sofware
1. Software Komersil
Sesuai tipe receiver yang digunakan dalam praktikum GPS ini yaitu Topcon,
kami melakukan pengolahan data dengan software komersil Topcon Tols
Versi 8.2.3.
Langkah Pengolahan dengan Topcon Tools
1) Buka Topcon Tools
-
22
Laporan Praktikum Survey Sistem Satelit Navigasi Global
Praktikum Survey Pengukuran GPS
Jurusan Teknik Geomatika FTSP- Institut Teknologi Sepuluh Nopember
Surabaya-2014
Gambar 3.3 Ikon Software Topcon Tools v.8.2.3
2) Tampilan Topcon Tools
Gambar 3.4 Tampilan Awal Topcon Tools
3) Pilih New Job untuk memulai pengolahan data. Tampilan yang muncul setelah memilih
New Job adalah sebagai berikut :
-
23
Laporan Praktikum Survey Sistem Satelit Navigasi Global
Praktikum Survey Pengukuran GPS
Jurusan Teknik Geomatika FTSP- Institut Teknologi Sepuluh Nopember
Surabaya-2014
Gambar 3.5 Kotak dialog Create a New Job
4) Pada Configuration pilih DGPS. Isi job name, job location dan kolom-kolom kosong lain
sesuai dengan yang diinginkan dan dibutuhkan kemudian klik Edit Configuration maka
akan muncul tampilan seperti berikut :
Gambar 3.6 Kotak Dialog Job Configuration
5) Edit GPS Time Zone sehingga sesuai dengan Time Zone Indonesia bagian barat sepert
gambar 3.14
6) Pilih Coordinate System dan ganti seperti gambar dibawah ini :
-
24
Laporan Praktikum Survey Sistem Satelit Navigasi Global
Praktikum Survey Pengukuran GPS
Jurusan Teknik Geomatika FTSP- Institut Teknologi Sepuluh Nopember
Surabaya-2014
Gambar 3.7 Kotak Dialog Sub Menu Coordinat System
Projection diganti dengan zone 49 : 108E to 114E dan datum WGS 84. Pada coordinate
system pilih WGS84 Lat,Lon,H sehingga output dari olahan nanti adalah koordinat L,B,H.
7) Pilih GPS + Post Process dan ganti seperti gambar dibawah ini :
Gambar 3.8 Kotak Dialog Sub Menu GPS+Post Process
8) Membuka data yang akan diolah dengan melakukan klik pada tombol atau Import
From Files. Maka akan muncul kotak dialog seperti berikut:
-
25
Laporan Praktikum Survey Sistem Satelit Navigasi Global
Praktikum Survey Pengukuran GPS
Jurusan Teknik Geomatika FTSP- Institut Teknologi Sepuluh Nopember
Surabaya-2014
Gambar 3.9 Kotak Dialog Import Files
Cari data yang dibutuhkan kemudian klik open. Maka akan muncul tampilan seperti
berikut:
Gambar 3.10 Tampilan Data Pengukuran
9) Pada GPS Ocuppations atur seperti gambar di bawah ini
-
26
Laporan Praktikum Survey Sistem Satelit Navigasi Global
Praktikum Survey Pengukuran GPS
Jurusan Teknik Geomatika FTSP- Institut Teknologi Sepuluh Nopember
Surabaya-2014
Gambar 3.11 GPS Occupations
10) Langkah berikutnya adalah melakukan post processing dengan melakukan klik pada
menu bar Process kemudian klik pada GPS + Post Processing seperti pada gambar
dibawah ini:
Gambar 3.12 Menu GPS + PostProcessing
11) Mengekspor ke dalam bentuk RINEX
Langkah ini dilakukan agar data bisa diolah di GPS tools. Langkanya yaitu Job Eksport
Pilih Format data RINEX GPS+Raw Data (*.??O;*.??G;*.??N)
-
27
Laporan Praktikum Survey Sistem Satelit Navigasi Global
Praktikum Survey Pengukuran GPS
Jurusan Teknik Geomatika FTSP- Institut Teknologi Sepuluh Nopember
Surabaya-2014
Gambar 3.13 Eksport Ke Data RINEX
Hasil data yang didapatkan adalah data RINEX.
Gambar 3.14 Hasil Data RINEX
-
28
Laporan Praktikum Survey Sistem Satelit Navigasi Global
Praktikum Survey Pengukuran GPS
Jurusan Teknik Geomatika FTSP- Institut Teknologi Sepuluh Nopember
Surabaya-2014
2. Software Ilmiah
Sebagai data pembanding juga digunakan software pengolahan ilmiah berbasis MatLab
yaitu GPS Tools versi 6.4.
Langkah Pengolahan dengan GPS Tools
1) Membuka Software Matlab
2) Melakukan Set Path Folder yang memuat GPS Tools
Gambar 3.15 Set Path Folder GPSTools
3) Melakukan Run GPS Tools
Gambar 3.16 GPSTools Window
4) Memastikan kesesuaian nama file hasil export rinex dari Topcon Tools, misalnya
nama raw data harus sesuai nama receiver dan nama antena harus yang bisa
terbaca GPS Tools.
-
29
Laporan Praktikum Survey Sistem Satelit Navigasi Global
Praktikum Survey Pengukuran GPS
Jurusan Teknik Geomatika FTSP- Institut Teknologi Sepuluh Nopember
Surabaya-2014
Gambar 3.17 Export File dari Topcon Tools
Receiver
Antena
-
30
Laporan Praktikum Survey Sistem Satelit Navigasi Global
Praktikum Survey Pengukuran GPS
Jurusan Teknik Geomatika FTSP- Institut Teknologi Sepuluh Nopember
Surabaya-2014
5) Mengatur Estimasi Parameter
Gambar 3.18 Obs Data Editor/Parameter Estimator
Didalam interface Parameter Estimator ini terdapat menu yang perlu diatur sebagai
berikut :
a) Load Parameter
File > Load Setting > prm_ppp_300s_static.mat > open
Gambar 3.19 Load Parameter
-
31
Laporan Praktikum Survey Sistem Satelit Navigasi Global
Praktikum Survey Pengukuran GPS
Jurusan Teknik Geomatika FTSP- Institut Teknologi Sepuluh Nopember
Surabaya-2014
b) Setting Satellite
Gambar 3.20 Setting Satellite
c) Setting Receiver
Gambar 3.21 Setting Receiver
-
32
Laporan Praktikum Survey Sistem Satelit Navigasi Global
Praktikum Survey Pengukuran GPS
Jurusan Teknik Geomatika FTSP- Institut Teknologi Sepuluh Nopember
Surabaya-2014
d) Setting Estimation Time
Gambar 3.22 Setting Estimation Time
e) Mengisi direktori observation
f) Mengisi direktori output
-
33
Laporan Praktikum Survey Sistem Satelit Navigasi Global
Praktikum Survey Pengukuran GPS
Jurusan Teknik Geomatika FTSP- Institut Teknologi Sepuluh Nopember
Surabaya-2014
g) Pengaturan-pengaturan lain
Gambar 3.23 Setting Parameter parameter lain
1 Estimation interval = 15 s
2 Overlap Time = 24 hour
3 Observation data editor = off
4 Parameter Estimation Parameter = 2PASS
5 Estimation Strategy =PPP
6 Fixed Paramater =IGS Rapid
6) Setelah semua parameter diatur, klik execute
-
34
Laporan Praktikum Survey Sistem Satelit Navigasi Global
Praktikum Survey Pengukuran GPS
Jurusan Teknik Geomatika FTSP- Institut Teknologi Sepuluh Nopember
Surabaya-2014
7) Mengecheck log data
Gambar 3.24 Log Data
8) Plot sesuai pilihan
9) Melakukan Analisa
-
35
Laporan Praktikum Survey Sistem Satelit Navigasi Global
Praktikum Survey Pengukuran GPS
Jurusan Teknik Geomatika FTSP- Institut Teknologi Sepuluh Nopember
Surabaya-2014
3.4.4 Diagram Alir
DIAGRAM ALIR PRAKTIKUM
Gambar 3.25 Diagram Alir Praktikum
Koordinat
Receiver
Kondisi Satelit
Satelit Pengirim
Cycle Slip
RMS Error
Satelit Orbit
Satelit Clock
Observation
Data
Receiver Clock
Trofosperic
Parameter
Residual/Satisti
c
Mulai
Survei
Pendahuluan
dan Persiapan
Peminjaman alat
Pengukuran/Pere
kaman
Pengolahan Data
GPS Tools Topcon Tools
Koordinat
Receiver
Data Rinex
Analisis
Selesai
-
36
Laporan Praktikum Survey Sistem Satelit Navigasi Global
Praktikum Survey Pengukuran GPS
Jurusan Teknik Geomatika FTSP- Institut Teknologi Sepuluh Nopember
Surabaya-2014
Keterangan:
Langkah-langkah kerja dalam praktikum ini antara lain :
1. Survey Pendahuluan dan Persiapan
Dalam hal ini survey pendahuluan dilakukan untuk mengetahui medan pengukuran dan
menentukan titik-titik pengukurannya yang kemudian dilakukan persiapan dengan
membuat desain pengukuran pada peta/citra dan rancangan pelaksanaan kerjanya.
2. Melakukan peminjaman alat di Laboratorium
Harus dilakukan pengecekan dalam peminjaman alat supaya alat yang digunakan dalam
pengukuran nantinya benar-benar dalam kondisi yang optimal.
3. Pengukuran/Perekaman
Perekaman oleh satu receiver dilakukan selama 30 menit untuk satu baseline. Dalam
pemindahan receiver dari tempat satu ke tempat lainnya dilakukan sesuai dengan
rancangan kerja yang telah disiapkan sebelumnya. Dalam perekaman juga dicatatkan
waktu memulai dan selesai merekam data yang dilakukan oleh receiver.
4. Pengolahan Data
Data yang diolah merupakan data yang di download pada GPS Topcon yang merupakan
hasil perekaman data pada saat pengukuran. Pengolahan data dilakukan 2 kali dengan 2
software yang berbeda, yaitu pada Topcon Tools dan GPS Tools. Pada Topcon Tools akan
diperoleh data koordinat receiver dan data rinex yang dimana data rinex ini akan
digunakan untuk mengolah data pada GPS Tools. Dalam pengolahan GPS Tools ini akan
diperoleh beberapa data seperti Koordinat Receiver, Kondisi Satelit, Satelit Pengirim,
Cycle Slip, RMS Error, Satelit Orbit, Satelit Clock, Observation Data, Receiver Clock,
Trofosperic Parameter, dan Residual/Satistic
5. Analisis
Melakukan analisa perbandingan hasil pengolahan data dari software komersi Topcon
Tools, software ilmiah GPS Tools serta perataan manual.
-
37
Laporan Praktikum Survey Sistem Satelit Navigasi Global
Praktikum Survey Pengukuran GPS
Jurusan Teknik Geomatika FTSP- Institut Teknologi Sepuluh Nopember
Surabaya-2014
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Hasil Pengamatan
Hasil yang diperoleh dari TopconTools dapat diolah lagi di komputer. Data yang
diperoleh antara lain sebagai berikut :
Gambar 4.1 Baseline yang Terbentuk dari Pengukuran GPS
Titik Rektorat sebagai titik acuan
Koordinat
Latitude 716'55.12804"S
Longitude 11247'38.91669"E
Ell. Height (m) 32.943
Koordinat geosentrik
X -2451240.552
Y 5832939.729
Z -803081.046
A
B
C
-
38
Laporan Praktikum Survey Sistem Satelit Navigasi Global
Praktikum Survey Pengukuran GPS
Jurusan Teknik Geomatika FTSP- Institut Teknologi Sepuluh Nopember
Surabaya-2014
Titik Despro
Koordinat
Latitude 716'39.90408"S
Longitude 11247'48.75810"E
Ell. Height (m) 33.087
Titik LPPM
Koordinat
Latitude 716'51.09536"S
Longitude 11247'45.40176"E
Ell. Height (m) 32.714
Baseline Despro - LPPM
dx (m) 111.934
dy (m) -0.609
dz (m) -340.980
azimuth (derajat) 19640'15.2325"
elevation angel -003'40.3039"
distance (m) 358.883
dn (m) -343.415
de (m) -104.329
dht (m) -0.373
Covarian matrix
Sigma X (m) 0.006
Sigma Y (m) 0.011
Sigma Z (m) 0.005
Corr XY -0.7346
Corr XZ 0.4906
Corr YZ -0.5621
Baseline Rektorat - LPPM
dx (m) 189.427
dy (m) 62.679
dz (m) -122.923
azimuth (derajat)
1640'15,8358''
elevation angel 001'22.9905"
distance (m) 234.353
-
39
Laporan Praktikum Survey Sistem Satelit Navigasi Global
Praktikum Survey Pengukuran GPS
Jurusan Teknik Geomatika FTSP- Institut Teknologi Sepuluh Nopember
Surabaya-2014
dn (m) -123.129
de (m) -199.423
dht (m) 0.099
Covarian matrix
Sigma X (m) 0.004
Sigma Y (m) 0.010
Sigma Z (m) 0.005
Corr XY -0.7928
Corr XZ 0.7253
Corr YZ -0.9036
Baseline Rektorat - Despro
dx (m) 301.319
dy (m) 62.197
dz (m) -463.895
azimuth (derajat) 21250'28.9972"
elevation angel -001'02.1387"
distance (m) 556.651
dn (m) -466.518
de (m) -303.762
dht (m) -0.143
Covarian matrix
Sigma X (m) 0.005
Sigma Y (m) 0.013
Sigma Z (m) 0.003
Corr XY -0.5062
Corr XZ 0.0994
Corr YZ -0.4048
Dari data yang diperoleh diatas, maka parameter yang akan dicari adalah :
XB, YB, ZB, XC, YC, ZC
Maka akan diperoleh sembilan (9) persamaan V + AX = F
1)
-
40
Laporan Praktikum Survey Sistem Satelit Navigasi Global
Praktikum Survey Pengukuran GPS
Jurusan Teknik Geomatika FTSP- Institut Teknologi Sepuluh Nopember
Surabaya-2014
2)
3)
4)
5)
6)
7)
8)
-
41
Laporan Praktikum Survey Sistem Satelit Navigasi Global
Praktikum Survey Pengukuran GPS
Jurusan Teknik Geomatika FTSP- Institut Teknologi Sepuluh Nopember
Surabaya-2014
9)
Dari persamaan yang diperoleh diatas maka dapat dilakukan desain matriksnya yaitu :
Dari persamaan tersebut, kita dapat menghitung X, menggunakan persamaaan berikut
ini:
Dengan matrik berat sebagai berikut :
V1
V2
V3
V4
V5
V6
V7
V8
V9
0 0 0 -1 0 0
0 0 0 0 -1 0
0 0 0 0 0 -1
-1 0 0 0 0 0
0 -1 0 0 0 0
0 0 -1 0 0 0
1 0 0 -1 0 0
0 1 0 0 -1 0
0 0 1 0 0 -1
Xb
Yb
Zb
Xc
Yc
Zc
200 -1.975 10.060 0 0 0 0 0 0
-1.975 76.923 -2.470 0 0 0 0 0 0
10.060 -2.470 333.333 0 0 0 0 0 0
0 0 0 250 -1.261 1.378 0 0 0
0 0 0 -1.261 100 -1.106 0 0 0
0 0 0 1.378 -1.106 200 0 0 0
0 0 0 0 0 0 166.666 -1.361 2.038
0 0 0 0 0 0 -1.361 90.909 -1.779
0 0 0 0 0 0 2.038 -1.779 200
+ =
-
42
Laporan Praktikum Survey Sistem Satelit Navigasi Global
Praktikum Survey Pengukuran GPS
Jurusan Teknik Geomatika FTSP- Institut Teknologi Sepuluh Nopember
Surabaya-2014
Nilai Matriks X ialah :
-2451069.432 5832996.359 -803381.196 -2450979.024 5833054.990 -803237.033
4.2 Kontrol Kualitas
Dari data tersebut, kita dapat menghitung variansi nol dari ukuran :
Pada rumus diatas, n = baris, u = kolom. Dari persamaan sebelumnya V + AX = F,
maka V = F AX
-2451069.432
5832996.359
-803381.196
-2450979.024
5833054.990
-803237.033
V =
0 0 0 -1 0 0
0 0 0 0 -1 0
0 0 0 0 0 -1
-1 0 0 0 0 0
0 -1 0 0 0 0
0 0 -1 0 0 0
1 0 0 -1 0 0
0 1 0 0 -1 0
0 0 1 0 0 -1
_
-
-
130.199329189956
5.56653717998415
-163.744108559098
99.0195721535459
4.04810138372332
-267.086553490769
-149.59309865674
-3.32736143562943
267.92133795016
V =
-
43
Laporan Praktikum Survey Sistem Satelit Navigasi Global
Praktikum Survey Pengukuran GPS
Jurusan Teknik Geomatika FTSP- Institut Teknologi Sepuluh Nopember
Surabaya-2014
( )
( )
4.3 Transformasi Koordinat
Dari hasil perataan jaring, diperoleh koordinat titik B dan C dalam koordinat
geosentrik.Pada tahap ini, kita transformasikan koordinat tersebut kedalam
sistem koordinat geografis. Persamaan yang digunakan adalah :
[
(
)
]
dimana, L dan h didapatkan dengan cara iterasi. Sedangkan
.
220.666 0 0 156.035 0 0
0 220.666 0 0 156.035 0
0 0 220.666 0 0 156.035
156.035 0 0 220.666 0 0
0 156.035 0 0 220.666 0
0 0 156.035 0 0 220.666
x =
-
44
Laporan Praktikum Survey Sistem Satelit Navigasi Global
Praktikum Survey Pengukuran GPS
Jurusan Teknik Geomatika FTSP- Institut Teknologi Sepuluh Nopember
Surabaya-2014
Dalam praktikum ini, datum yang digunakan adalah WGS 84 dengan parameter
sebagai berikut :
a = 6378137 m
b = 6356752.314 m
f = 0.003352811
= 0.00669438
=
a. Titik B
X =
Y =
Z =
Sehingga :
.
b. Iterasi
[
(
)
]
[
( ) ]
[
( ) ]
-
45
Laporan Praktikum Survey Sistem Satelit Navigasi Global
Praktikum Survey Pengukuran GPS
Jurusan Teknik Geomatika FTSP- Institut Teknologi Sepuluh Nopember
Surabaya-2014
c. Titik C
X =
Y =
Z =
Sehingga
.
d. Iterasi
[
(
)
]
[
( ) ]
[
( ) ]
-
46
Laporan Praktikum Survey Sistem Satelit Navigasi Global
Praktikum Survey Pengukuran GPS
Jurusan Teknik Geomatika FTSP- Institut Teknologi Sepuluh Nopember
Surabaya-2014
6378475.718658
4.4 Proyeksi Koordinat
Sistem proyeksi yang digunakan adalah Universal Transverse Mercator
menggunakan datum WGS 84 dengan parameter sebagai berikut :
Ko : 0.9996
A : 6378137
B : 6356752.314
F : 0.003352811
: 0.00669438
: 0.006739497
n : 0.00167922
Persamaan yang digunakan untuk mendapatkan koordinat UTM adalah:
[ ] [ ] [ ] [ ]
[ ] [ ] [ ]
Dengan ketentuan
untuk daerah di selatan ekuator
untuk daerah di sebelah timur meridian tengah
untuk daerah di sebelah barat meridian tengah
Sehingga :
a. Titik A
(
( )
( ))
(
( )
)
-
47
Laporan Praktikum Survey Sistem Satelit Navigasi Global
Praktikum Survey Pengukuran GPS
Jurusan Teknik Geomatika FTSP- Institut Teknologi Sepuluh Nopember
Surabaya-2014
(
( ))
(
)
( )
[ ]
[ ]
[ ]
( )
[ ]
[ ]
( )
[ ]
( )
[ ]
( )
( )
T = 698075.194
U = 9194685.848
b. Titik B
[ ] ( )
[ ]
[ ]
( )
[ ]
-
48
Laporan Praktikum Survey Sistem Satelit Navigasi Global
Praktikum Survey Pengukuran GPS
Jurusan Teknik Geomatika FTSP- Institut Teknologi Sepuluh Nopember
Surabaya-2014
[ ]
( )
[ ]
( )
[ ]
( )
( )
T = 697915.115
U = 9199638.023
c. Titik C
[ ]
[ ]
[ ]
( )
[ ]
[ ]
( )
[ ]
( )
[ ]
( )
( )
T = 697809.839
U = 9199782.835
-
49
Laporan Praktikum Survey Sistem Satelit Navigasi Global
Praktikum Survey Pengukuran GPS
Jurusan Teknik Geomatika FTSP- Institut Teknologi Sepuluh Nopember
Surabaya-2014
4.5 Analisa Hasil Pengolahan Data
Dari hasil pengolahan data di atas, maka dapat dilakukan analisis hasil tersebut
yaitu sebagai berikut :
a. Posisi titik A, B dan C adalah :
Tabel 4.1 Koordinat Titik A, B, dan C
Titik Koordinat Geosentrik
(m) Koordinat Geografis
Koordinat UTM
(m)
A
X = -2451542.1
Y = 5832879.954
Z = -802616.903
L = 716'55.12804"S
B = 11247'38.91669"E
H = 32.943 m
T = 698075.194
U = 9194685.848
B
X =
Y =
Z =
L = 714'13.96"
B =
H = 32.714 m
T = 697915.115
U = 9199638.023
C
X =
Y =
Z = -
L = 714'9.26"
B =
H = 33.087 m
T = 697809.839
U = 9199782.835
b. Variansi aposteori
c. Standar deviasi
220.666 0 0 156.035 0 0
0 220.666 0 0 156.035 0
0 0 220.666 0 0 156.035
156.035 0 0 220.666 0 0
0 156.035 0 0 220.666 0
0 0 156.035 0 0 220.666
x =
-
50
Laporan Praktikum Survey Sistem Satelit Navigasi Global
Praktikum Survey Pengukuran GPS
Jurusan Teknik Geomatika FTSP- Institut Teknologi Sepuluh Nopember
Surabaya-2014
Observation Data Availability (Data Receiver)
Dalam pengolahan data import dari Topcon tools oleh software gps tools, diperoleh 3 data
receiver, yaitu:
Observation Data Availibility des1
Gambar. Data Receiver des1
Gambar 4.2 Data Receiver des1
Dalam diagram diatas menunjukkan bahwa terdapat satelit gps yang mengalami cycle slip yaitu
GPS29 pada waktu 09:50:00. Tanda cycle slip berwarna merah.
Observation Data Availibility des2
Gambar 4.3 Data Receiver des2
-
51
Laporan Praktikum Survey Sistem Satelit Navigasi Global
Praktikum Survey Pengukuran GPS
Jurusan Teknik Geomatika FTSP- Institut Teknologi Sepuluh Nopember
Surabaya-2014
Dalam diagram diatas menunjukkan bahwa satelit gps tidak mengalami cycle slip.
Observation Data Availibility
Gambar 4.4 Data Receiver lpp1
Dalam diagram diatas menunjukkan bahwa terdapat noise yaitu pada GPS14 dan GPS 21
menandakan adanya sinyal-sinyal gangguan. Tanda noise ditunjukkan dengan warna abu-abu.
Sedangkan pada GPS24, GPS25, GPS29 menandakan sinyal yang sudah diterima pada waktu
09:07.00 terjadi noise.
Observation Data Availibility lpp2
Gambar 4.5 Data Receiver lpp2
-
52
Laporan Praktikum Survey Sistem Satelit Navigasi Global
Praktikum Survey Pengukuran GPS
Jurusan Teknik Geomatika FTSP- Institut Teknologi Sepuluh Nopember
Surabaya-2014
Dalam diagram diatas menunjukkan bahwa terdapat satelit gps yang mengalami cycle slip yaitu
GPS21, GPS25, GPS29, dan GPS31 pada waktu 10:34:00 dan 11:04:00. Tanda cycle slip berwarna
merah. Sedangkan pada satelit GPS29 pada waktu 10:53:00 sinyal yang dikirim terputus dan
mengalami Cycle Slip.
Observation Data Availibility rek1
Gambar 4.6 Data Receiver rek1
Dalam diagram diatas menunjukkan bahwa terdapat satelit gps yang mengalami cycle slip yaitu
GPS14, GPS15, GPS21, GPS24, GPS25, dan GPS29 pada waktu 08:54:00 dan pada GPS15 pada
waktu 09:04:00. Tanda cycle slip ditandakan dengan berwarna merah. Sedangkan pada satelit
GPS15 pada waktu 08:54:00 sinyal yang dikirim terputus dan mengalami Cycle Slip. Dan pada
GPS terdapat noise yang menandakan adanya gangguan sinyal.
-
53
Laporan Praktikum Survey Sistem Satelit Navigasi Global
Praktikum Survey Pengukuran GPS
Jurusan Teknik Geomatika FTSP- Institut Teknologi Sepuluh Nopember
Surabaya-2014
Observation Data Availibility rek2
Gambar 4.7 Data Receiver rek2
Dalam diagram diatas menunjukkan bahwa terdapat satelit gps yang mengalami cycle slip yaitu
GPS14, GPS21, GPS24, dan GPS29 pada waktu 09:42:00 dan pada GPS14 pada waktu 10:04:00.
Posisi Receiver.
Berdasarkan 3 data receiver yang ditempatkan di Despro (des1), LPPM (lpp1), Rektorat (rek1),
pengolahan data gps tools, menggunakan nama tersebut hanya bertujuan untuk memudahkan
penamaan receiver, maka diperoleh 3 posisi receiver, yaitu: (1) Posisi Receiver des1 (2) Posisi
Receiver lpp1 (3) Posisi Receiver rek1.
-
54
Laporan Praktikum Survey Sistem Satelit Navigasi Global
Praktikum Survey Pengukuran GPS
Jurusan Teknik Geomatika FTSP- Institut Teknologi Sepuluh Nopember
Surabaya-2014
Posisi Receiver des1
Gambar 4.8 Poisis Receiver des1
Posisi Receiver des2
Gambar 4.9 Poisis Receiver des2
-
55
Laporan Praktikum Survey Sistem Satelit Navigasi Global
Praktikum Survey Pengukuran GPS
Jurusan Teknik Geomatika FTSP- Institut Teknologi Sepuluh Nopember
Surabaya-2014
Posisi Receiver lpp1
Gambar 4.10 Poisis Receiver lpp1
Posisi Receiver rek1
Gambar 4.11 Posisi Receiver rek1
-
56
Laporan Praktikum Survey Sistem Satelit Navigasi Global
Praktikum Survey Pengukuran GPS
Jurusan Teknik Geomatika FTSP- Institut Teknologi Sepuluh Nopember
Surabaya-2014
Posisi Receiver rek2
Gambar 4.12 Posisi Receiver rek2
Data Statistik Receiver
Dalam proses pengolahan 3 data receiver, terdapat data statistik hasil pengolahan gps tools
yang terdiri dari 3 jenis data yaitu x, y, dan z. Dimana masing-masing jenis data terdapat nilai
REF average, mean, dan RMS.
-
57
Laporan Praktikum Survey Sistem Satelit Navigasi Global
Praktikum Survey Pengukuran GPS
Jurusan Teknik Geomatika FTSP- Institut Teknologi Sepuluh Nopember
Surabaya-2014
Data Receiver des1
Gambar 4.13 Data Statistik Data Receiver des1
Data Receiver des2
Gambar 4.14 Data Statistik Data Receiver des2
-
58
Laporan Praktikum Survey Sistem Satelit Navigasi Global
Praktikum Survey Pengukuran GPS
Jurusan Teknik Geomatika FTSP- Institut Teknologi Sepuluh Nopember
Surabaya-2014
Data Receiver lpp1
Gambar 4.15 Data Statistik Data Receiver lpp1
Data Receiver rek1
Gambar 4.16 Data Statistik Data Receiver rek1
-
59
Laporan Praktikum Survey Sistem Satelit Navigasi Global
Praktikum Survey Pengukuran GPS
Jurusan Teknik Geomatika FTSP- Institut Teknologi Sepuluh Nopember
Surabaya-2014
Desain Receiver Persebaran Koordinat Receiver Position Berdasarkan Northing dan
Easting.
Gambar 4.17 Desain Persebaran Koordinat Receiver Position des1
Gambar 4.18 Desain Persebaran Koordinat Receiver Position des2
-
60
Laporan Praktikum Survey Sistem Satelit Navigasi Global
Praktikum Survey Pengukuran GPS
Jurusan Teknik Geomatika FTSP- Institut Teknologi Sepuluh Nopember
Surabaya-2014
Gambar 4.19 Desain Persebaran Koordinat Receiver Position lpp1
Gambar 4.20 Desain Persebaran Koordinat Receiver Position rek1
-
61
Laporan Praktikum Survey Sistem Satelit Navigasi Global
Praktikum Survey Pengukuran GPS
Jurusan Teknik Geomatika FTSP- Institut Teknologi Sepuluh Nopember
Surabaya-2014
Gambar 4.21 Desain Persebaran Koordinat Receiver Position rek2
Grafik Receiver Position
Berdasarkan pengolahan data dengan GPS Tools, maka diperoleh grafik masing-masing
receiver beserta rata-ratanya.
Gambar 4.22 Grafik Receiver Position
-
62
Laporan Praktikum Survey Sistem Satelit Navigasi Global
Praktikum Survey Pengukuran GPS
Jurusan Teknik Geomatika FTSP- Institut Teknologi Sepuluh Nopember
Surabaya-2014
Berikut yang menyebabkan Data Receiver lpp2 tidak terplotting tetapi observation data
avaibillity nya ada.
Gambar 4.23 Parameter Estimator Log
Analisa Pengolahan Data dengan GPS Tools
a. Kelompok kami menghentikan perekaman saat terjadi mobilisasi alat, sehingga satu
baseline menghasilkan 2 data yang di download. Jadi total terdapat 6 data yang
didonload yaitu :
1.gps03_1124k_gscg
2.gps02_1124i_7rpc
3.gps03_1124i_gscg
4.gps02_1124j_7rpc
5.gps03_1124j_gscg
6.gps02_1104k_7rpc
b. Selanjutnya data download tersebut didefinisikan dengan nama receiver rek1, rek2,
lpp1, lpp2, des1 dan des2.
c. Prinsip pengolahn data harus dilengkapi dengan data pelengkap lain selain data rinex
hasil export dari Topcon Tools yaitu file IGS yang didownload dari website :
-
63
Laporan Praktikum Survey Sistem Satelit Navigasi Global
Praktikum Survey Pengukuran GPS
Jurusan Teknik Geomatika FTSP- Institut Teknologi Sepuluh Nopember
Surabaya-2014
ftp://cddis.nasa.gov, yang berisi data navigation message, eart rotation parameter, gps
clock, dan gps ephemeris.
d. Parameter yang digunakan dalam estimasi pengukuran adalah parameter statik, karena
prinsip perekrutan receiver menggunakan kondisi static.
e. Terdapat kendala dalam proses ploting hasi estimasi data GPS, yaitu pada receiver lpp2,
menurut data log GPS Tools, hal tersebut disebabkan terjadi time jump fixed. Menurut
kelompok kami hal tersebut disebabkan karena receiver di titik tersebut dimatikan saat
terjadi mobilisasi alat.
f. RMS error yang dihasilkan pengukuran kami dalam interval yang lumayan besar, karena
pengaruh waktu perekaman yang sebentar, serta sinyal satelit GPS yang terekam sangat
sedikit.
-
64
Laporan Praktikum Survey Sistem Satelit Navigasi Global
Praktikum Survey Pengukuran GPS
Jurusan Teknik Geomatika FTSP- Institut Teknologi Sepuluh Nopember
Surabaya-2014
BAB V
PENUTUP
5.1 Kesimpulan
1) Pada pengolahan data GPS, ada dua jenis perangkat lunak yang dapat digunakan, yaitu
perangkat lunak komersial yang dikeluarkan oleh perusahaan- perusahaan receiver
GPS yaitu Topcon Tools serta perangkat lunak ilmiah yaito GPSTools. Sehingga dalam
pengukuran suatu titik koordinat dapat mengahasilkan koordinat yang presisi dengan
ketelitian tinggi, dengan menggunakan alat GPS Geodetik.
2) Dari GPS Geodetik, pemrosesan data koordinat dilakukan dengan Topcon Tools untuk
menghasilkan data RINEX, kemudian dilolah menggunakan perangkat lunak GPStools.
Dalam pengolahan data dengan menggunakan software GPSTools akan memperoleh
plotting observation data dan receiver position.
3) Dari praktikum GPS didapat koordinat membentuk suatu jaring yang tidak
menyambung, untuk itu diperlukan proses perataan jaring atau network adjustment.
Dengan cara ini didapatkan nilai koordinat titik yang menyambung sehingga
membentuk jarring yang tertutup.
5.2 Saran
1) Dalam pengukuran GPS sangat ditentukan oleh perencanaan dan koordinasi yang baik
antar titik sehingga diharuskan kesalahan Blunder dan sistematik tidak ada dalam
pengukuran.
2) Tiap kelompok pengukuran seharusnya melakukan koordinasi dengan baik seperti
bersamaan dalam mengoperasikan alat sehingga sama sekali tidak ada blunder. Jika
proses pengukuran GPS sudah baik maka akan lebih mudah dalam proses pengolahan
baseline. Dan hasil ketelitiannya pun akan menjadi baik.
3) Diharapkan dalam melakukan praktikum memperbanyak membaca literature maupun
manual book alat yang digunakan sehingga dalam pengambilan data tidak ada
kebingungan sehingga menimbulkan kesalahan.
-
65
Laporan Praktikum Survey Sistem Satelit Navigasi Global
Praktikum Survey Pengukuran GPS
Jurusan Teknik Geomatika FTSP- Institut Teknologi Sepuluh Nopember
Surabaya-2014
DAFTAR PUSTAKA
Abidin, Hasanuddin Z. 2007. Penentuan Posisi dengan GPS dan Aplikasinya. Jakarta : PT.
Pradnya Paramita.
Abidin, Hasanuddin. 2001. Geodesi Satelit. Jakarta : PT Pradnya Paramita.
Anonim. Dalam http://lbprastdp.staff.ipb.ac.id/files/2010/12/GPS.ppt
diakses pada tanggal 1 Januari 2015
Anonim. Belajar Geomatika. Dalam
https://belajargeomatika.wordpress.com/2011/12/23/penentuan-posisi-dengan-gps/
diakses pada tanggal 25 Desember 2014
Anonim. 2012. Fungsi dan Bagian-bagian GPS. http:// kilometer46. wordpress.com/2010/
06/27/ fungsidanbagianbagian gps etrex-vista-hcx/. Diakses Tanggal 23 November 2012.
Rahadi, M. E. Awaluddin, M. Sabri, L. M. 2013. AnalisisKetelitianPengukuran Baseline Panjang
GNSS denganMenggunakanPerangkatLunakGamit 10.4 dan Topcon Tools V.7. JurnalGeodesi
Undip