Pengukuran jarak langsung

Jarak adalah panjangan terpendek antara dua buah titik di lapangan pada bidang yang horisontal. Pengukuran jarak langsung dibagi menjadi dua tahapan, yaitu :
1. Pelurusan antara dua titik yang akan diukur.
2. Pelaksanaan pengukuran jarak
Alat-alat yang dipergunakan dalan pengukuran jarak langsung :
1. Peralatan utama
a. Pita ukur, terbuat dari baja, fiberglass, plastik, kain dan atau campuran.
b. Rantai ukur, mata rantainya terbuat dari kawat baja / kawat besi dengan tebal 3-4 mm sedangkan panjangnya bervariasi antara 10 m, 20 m, 25 m dan 30 m.
c. Pegas ukur, terbuat dari pelat baja.

2. Peralatan Bantu
a. Jalon / anjir, berbentuk tongkat kayu / besi dengan panjang antara 1,5 – 3 m. Tiap 50 cm diberi warna merah dan putih secara bergantian sedangkan di ujungnya dibuat runcing.
b. Pen ukur, terbuat dari besi yang digunakan untuk menandai suatu titik.
c. Unting-unting, gunanya untuk membuat titik tegak lurus dengan alat ukur yang digunakan.

Agar diperoleh data yang lebih akurat / teliti maka lebih baik apabila pengukuran dilakukan 2 kali yaitu pergi-pulang, hasilnya nanti dirata-ratakan.



Adapun perhitungan – perhitungan yang dilakukan adalah :

Beberapa hal yang harus diperhatikan di dalam pengukuran jarak langsung :
* Penancapan jalon harus vertikal.
* Pembentangan pita ukur harus horizontal.
* Untuk medan yang relatif datar diupayakan sedekat mungkin dengan bidang yang diukur, sehingga gangguan maupun berat pita ukur tidak terlalu mempengaruhi.
* Memperhatikan gangguan-gangguan alamiah seperti suhu tinggi, angin atau kelembaban.
* Kemampuan masing-masing praktikan.

baca selanjutnya »»

Pengukuran medan datar

1. Tahap Pelurusan.
Pada tahap pelurusan, mula-mula orang pertama berdiri di belakang jalon A sambil mengamati jalon B hingga jalon A dan B tampak menyatu. Orang kedua memegang jalon 1 diantara jalon A dan B dengan posisi badan menyamping. Orang pertama memberi aba-aba untuk menggeser jalon 1 kekiri atau kekanan, sehingga antara jalon A, 1 dan B tampak lurus. Demikian pula dengan jalon 2, sampai akhirnya keempat jalon tersebut tampak segaris.

2. Tahap Pengukuran Jarak.

Setelah proses pelurusan maka pengukuran jarak sudah dapat dilakukan. Bentangkan pita ukur sepanjang L1, L2 dan L3, pengukuran ini dinamakan pengukuran pergi. Sedangkan untuk pengukuran pulang bentangkan pita ukur sepanjang L4, L5 dan L6, usahakan memindahkan letak jalonnya. Kemudian dilakukan penghitungan-penghitungan yang diperlukan.

baca selanjutnya »»

Bias dan kesalahan dalam penentuan posisi GPS

Dalam perjalanannya dari satelit hingga mencapai antena dipemukaan bumi, sinyal GPS akan dipengaruhi oleh beberapa kesalahan dan bias,

1. Bias
Bias didefinisikan sebagai efek-efek pasa pengukuran yang menyebabkan jarak sesungguhnya berbeda dengan jarak terukur dengan “jumlah yang sistematis” dan harus dimasukkan dalam model pengukuran pada pengolahan data.
a). Yang bersumber dari satelit
1. Ketidakpastian efemeris
2. Ketidakpastian jam satelit
b). Yang bersumber pada receiver
1. Ketidakpastian jam receiver
2. Koordinat stasiun
c). Yang bersumber pada media atmosfer
1. Bias ionosfer
2. Bias troposfer
3. Ambiguitas fase pembawa

2. Kesalahan
Kesalahan dalam penentuan posisi dengan GPS dapat disebabkanoleh hal-hal berikut:
a. Bias yang tidak termodelkan
b. Cycle slips
c. Multipath
d. Pergerakan pusat fase
e. Kesalahan acak pengamatan

Dalam pengolahan data GPS bias dan kesalahan tersebut harus diperhitungankan untuk mendapatkan hasil yang kualitasnya baik. Beberapa dari bias dan kesalahan tesebut dapat dihilangkan dengan teknik dan pemodelan tertentu, namun sebagian lagi masih sulit untuk dimodelkan (misalkan multipath).
Untuk mengetahui pengaruh dari bias atau kesalahan tertentu perlu digunakan beberapa pembatas atau asumsi. Misalnya untuk meneliti efek kesalahan orbit datelit GPS digunakan efemeris broadcast dan efemeris teliti. Bias dan kesalahan yang lain, seperti bias ionosfer dan troposfer, multipath dan cycle slips diasumsikan mempunyai pengaruh yang sama pada kedua model efemeris satelit yang digunakan.

A. Kesalahn Ephemeris (orbit)
Kesalahan ephemeris (orbit) adalah kesalahan dimana orbit satelit yang dilaporkan oleh ephemeris satelit tidak sama dengan orbit satelit yang sebenarnya. Kesalahan ephemeris ini akan mempengaruhi ketelitian dari koordinat titik-titik (obsolut maupun relatif) yang ditentukan. Dalam penentuan posisi secara relatif, semakin panjang baseline yang diamati maka efek dari bias efemeris satelit akan makin besar.

B. Bias ionosfer
Ionosfer adalah lapisan atas atmosfer dimana terdapat sejumlah elektron dan ion bebas yang mempengaruhi perambatan gelombang radio. Dimana ion-ion bebas dalam lapisan ionosfer akan mempengaruhi propogasi sinyal GPS. Dalam hal ini ionosfer akan mempengaruhi kecepatan, arah, polarisasi dan kekuatan dari sinyal GPS yang melaluinya.

C. Bias troposfer
Sinyal dari satelit GPS untuk sampai ke antena harus melalui lapisan troposfer, yaitu laisan atmosfer netral yang berbatasan dengan permukaan bumi dimana temperatur menurun dengan membesarnya ketinggian. Ketika melalui troposfer sinyal GPS akan mengalami refraksi, yang menyebabkan perubahan kecepatan dan arah sinyal GPS.

D. Multipath
Multipath adalah fenomena dimana sinyal dari satelit tiba di antena GPS melaui dua atau lebih lintasan yang berbeda. Dalam hal ini satu sinyal merupakan

sinyal langsung dari satelit ke antena, dan yang lainnya merupakan sinyal-sinyal tidak tidak langsung yang dipantulkan oleh benda-benda disekitar antena sebelum tiba di antena. Beberapa benda yang dapat memantulkan sinyal GPS antara lain adalah jalan raya, gedung, danau dan kendaraan. Bidang-bidang pantulan berupa bidang horizontal, vertikal maupun bidang miring. Perbedaan panjang lintasan menyebabkan sinyal-sinyal tersebut berinteferensi ketika tiba di antena yang pada akhirnya menyebabkan kesalahan pada hasil pengamatan.

E. Ambiguitas Fase
Ambiguitas fase dari pengamatan fase sinyal GPS adalah sejumlah gelombang penuh yang tidak terukur oleh receiver GPS. Untuk dapat merekonstruksi jarak ukuran antara satelit dengan antena maka harga ambiguitas fase ditentukan terlebih dahulu.
Pada pengamatan one-way (dari satu antena ke satu satelit) dan singgle difference, ambiguitas fase sulit untuk dipisahkan dengan efek kesalahan jam pada receiver atau satelit, dan oleh sebab itu sifat kebulatan harganya sulit untuk dieksploitasi. Sedangkan pada pengamatan double-difference, efek kesalahan jam pada receiver dan satelit tereliminasi, sehingga sifat kebulatan harganya dapat dieksploitasi.

F. Cycle Slips
Cycle slips adalah ketidak-kontinyuan dalm jumlah gelombang penuh dari fase gelombang pembawa yang diamati, karena receiver disebabkan oleh satu dan lain hal, ‘terputus’ dalm pengamatan sinyal. Kalau kita membuat plot data pengamatan fase terhadap waktu, maka cycle slips dapat dikenali dari loncatan mendadak dari kurva grafik yang ditunjukkan pada gambar di bawah. Harga ambiguitas fase sebelum dan sesudah terjadinya cycle slips akan berbeda besarnya.



gambar Cycle slips

G. Selective Availability
Selective Availabelity (SA) adalah metode yang diaplikasikan untuk memproteksi ketelitian posisi obsolut secara real-time yang tinggi dari GPS hanya untuk pihak militer Amerika dan pihak-pihak yang diberi izin. Ini dilakukan oleh pihak Amerika Serikat sebagai pemilik dan pengelola GPS, secara sengaja dengan menerapkan kesalahan-kesalahan berikut, yaitu:
 Kesalahan waktu satelit
 Kesalahan ephemeris satelit

H. Anti Spoofing
Anti Spoofing (AS) adalah suatu kebijakan dari DoD Amerika Serikat, dimana kode-P dari sinyal GPS diubah menjadi kode-Y yang bersifat rahasia, yang strukturnya hanya diketahui pihak militer Amerika dan pihak-pihak yang diberi izin.



I. Kesalahan jam
Data pseudorange dan fase kedua-duanya akan dipengaruhi oleh kesalahan jam receiver dan jam satelit. Kesalahan dari salah satu jam, apakah itu dalam bentuk offset waktu, offset frekuensi, ataupun frequensi drift akan langsung mempengaruhi ukuran jarak, baik itu pseudorange ataupun jarak fase.

J. Pergerakkan dari Pusat Fase Antena
Pusat fase antena adalah pusat(sumber) yang sebenarnya dari radiasi dan dalam konteks GPS merupakan titik referensi yang sebenarnya digunakan dalam pengukuran sinyal secara elektronis. Titik sumber radiasi yang ideal akan mempunyai muka fase gelombang berbentuk bola serta pusat fase yang tetap. Tetapi dalam realitanya, karena sumber radiasi yang ideal tersebut sulit untuk direalisasikan pada antena GPS, maka pusat fase antena GPS umumnya berubah-rubah bergantung pada elevasi dan azimut satelit serta intensitas sinyal, dan lokasinya akan berbeda untuk sinyal L1 dan L2. Karena satelit GPS selalu bergerak, maka pusat fase dari antena pun akan berubah dari waktu ke waktu.

K. Imaging
Imaging adalah suatu fenomena yang melibatkan suatu benda konduktif(konduktor) yang berada dekat dengan antena GPS, seperti reflektor berukuran besar maupun grandplane dari antena itu sendiri. Radiasi dari antena sebenarnya akan menimbulkan arus induksi pada benda konduktif yang reflektif tersebut. Sehingga benda tersebut akan membangkitkan pola radisasi tertentu, sehingga seolah-olah menjadi antena tersendiri yang dapat dilihat sebagai bayangan “image” dari antena sebenarnya. Pola radiasi dari kedua antena ini selanjunya akan berinteraksi (coupling) dan resultan dari pola fase antena yang dihasilkan akan berbeda dengan pola fase antena GPS yang seharusnya.

baca selanjutnya »»

Kelebihan dan kekurangan metode Bowdith dan kuadrat terkecil pada metode perataan kuadrat terkecil

Dalam pengukuran poligon untuk pemetaan secara konvensional akan diperoleh data sudut, jarak, dan azimut yang akan digunakan untuk menentukan posisi koordinat (X,Y) titik kontrol terhadap referensi tertentu. Setiap kegiatan pengukuran akan selalu dihinggapi kesalahan dan kesalahan tersebut perlu adanya suatu perataan. Kesalahan tersebut dapat berupa kesalahan acak, kesalahan sistematik, atau kesalahan besar (blunder). Kesalahan acak merupakan kesalahan yang ada pada setiap pengukuran dan tidak bisa dicari besarnya. Kesalahan sistematik merupakan kesalahan yang mempunyai fungsi tertentu sehingga apabila fungsi tersebut dapat dirumuskan maka kesalahan tersebut dapat diestimasi besarnya dan dikoreksi. Kesalahan besar merupakan kesalahan yang umumnya terjadi akibat faktor manusia, gangguan pada alat dan alam. Secara teoritik kesalahan besar pada pengamatan dapat dihindari dengan perencanaan pengamatan yang teliti, tetapi dalam prakteknya tidak dapat sepenuhnya dihindari (Suharman, 1992).
Pada dasarnya ketelitian poligon sangat tergantung pada ketelitian saat pengukuran jarak, sudut, bentuk, dan panjang sisinya. Metode perataan untuk menghitung poligon diantaranya:
1. Metode Bowdith
Metode Bowdith adalah metode hitung poligon yang

biasa digunakan oleh tim survei kadastral. Penggunaan metode Bowdith berdasarkan pada penentuan syarat geometris poligon (kesalahan penutup pengukuran) yaitu kesalahan penutup sudut dan kesalahan penutup jarak terhadap spesifikasi teknis yang telah ditentukan.
Kelebihan metode Bowdith diantaranya:
1. tidak memerlukan peralatan hitung (komputer) dengan spesifikasi yang besar.
2. tidak memerlukan listing program dalam menyelesaikan hitungan atau mudah dalam perhitungan.
Kelemahan metode Bowdith diantaranya:
1. untuk koreksi kesalahan pengukuran sudut dibagi rata pada tiap penggal pengukuran yang ada.
2. bobot dianggap sama sehingga tidak memperhitungkan perbedaan ketelitian pengukuran.
3. tidak dapat mendeteksi kesalahan bluder.
2. Metode kuadrat terkecil
Metode kuadrat terkecil adalah suatu metode pemberian koreksi terhadap hasil ukuran yang didasarkan pada prinsip bahwa jumlah kuadrat residual pengukuran harus minimum.
Kelebihan metode kuadrat terkecil diantaranya:
1. meminimumkan residu observasi dan residu parameter sehingga jumlah residu minimal (Mikhail, 1981).
2. dengan pemberian bobot besar akan diperoleh hasil yang lebih baik dibandingkan dengan pemberian bobot kecil.
3. nilai kesalahan pengukuran dikoreksikan pada tiap pengukuran itu sendiri.
4. dapat mendeteksi kesalahan blunder.
Kelemahan metode kuadrat terkecil diantaranya:
1. memerlukan model matematik yang kompleks.
2. memerlukan alat hitung yang lebih besar (spesifikasi komputer) untuk menyelesaikan hitungan pada data besar dan juga perlu bahasa pemrograman.
Berdasarkan kelebihan dan kelemahan dari metode Bowdith dan metode kuadrat terkecil tersebut maka pada penelitian ini dilakukan pengkajian tentang koordinat poligon dan ketelitiannya hasil hitungan metode Bowdith dan hitung kuadrat terkecil.

baca selanjutnya »»

Geometri dan proyeksi foto udara

Foto udara merupakan perekaman fotografis obyek diatas permukaan tanah yang pengambilannya dilakukan dari udara. Citra atau bayangan yang diperoleh adalah hasil proyeksi sentral. Sinar cahaya matahari yang terpantul oleh objek dipermukaan tanah atau terrain yang masuk kedalam kamera melewati celah yang ada didalam lensa akan jatuh pada film yang telah dipasang berimpit dengan bidang negative (Suharsana, 1997).

Geometri Foto Udara
Sifat dasar dari sebuah foto adalah bahwa setiap bayangan di atas foto sesuai dengan titik tunggal dari objek yang difoto. Hubungan geometrik timbul antara posisi spasial relatif dari bayangan dua dimensi di atas foto dan posisi yang bersesuaian dalam tiga dimensi dari objek(Suharsana, 1997).

Proyeksi
Proyeksi pada foto udara adalah

proyeksi sentral. Artinya garis-garis proyeksi dari objek ke bidang proyeksi (bidang negatip) melalui suatu titik pusat proyeksi. Bayangan pada kedudukan negatif ini terbalik. Sedang pada kedudukan positif posisi bayangan sesuai dengan keadaan sebenarnya (Suharsana, 1997).



Gambar I.2. Proyeksi dan kedudukan foto udara.
Dari gambar diatas dapat dilihat bahwa titik-titik di terrain A, B dan C diproyeksikan pada bidang negatip akan menjadi titik-titik a’, b’ dan c’ yang kedudukannya saling bersebrangan terhadap kedudukan titik-titik A, B, dan C setelah sinar-sinar proyeksi(Suharsana, 1997).

baca selanjutnya »»

Space Resection

Space Resection, merupakan salah satu pemakaian persamaan kolinier. Pada space resection ini, posisi atau koordinat dan orientasi kamera (pesawat terbang) akan dicari. Sedangkan sejumlah titik objek yang terlihat pada foto diukur koordinatnya.


Gambar Space Resection

Untuk menyelesaikan space resection tersebut cukup sulit karena persamaan kolinier tidak linier. Sehingga perlu dilakukan hitungan iterasi, dan juga turunan atau derivasi persamaan tersebut ke parameter (ω, Ф, к, Xo, Yo, Zo) cukup sulit dan panjang (Soetaat, 1994).
Untuk mendapatkan nilai parameter dan posisi kamera dicari dengan menggunakan rumus :

K = (AtA)-1 (AtL)
K merupakan matrik parameter
K (ω, Ф, к, Xo, Yo, Zo)

Perhitungan atau penentuan parameter (unkown elements) yang digunakan adalah

hitungan perataan metode parameter. Karena kondisi (model ) yang digunakan non linier, maka perlu linierisasi + hitungan iterasi + nilai awal parameter (Soetaat, 1994).
Metode parameter :
La = F (Xa) : kondisi (model matematik yang digunakan)
Linierisasi :
Lb + V = F (X0) + ΔX

X0 = nilai awal
Xa = X0 + ΔX
Lb = nilai observasi

V = ΔX - (Lb – F(X0))
= A . ΔX - L

ΔX = ( ATA)-1 (ATL)


Dimana :

A = L =

a11 = x / q (- r33 dy + r32 dz ) + f/ q (-r13 dy + r12 dz)
a12 = x / q (dx cos Ф + dy sin ω sin Ф - dz sin Ф cos ω ) + f/ q (-dx
sin Ф cos к + dy sin ω cos Ф cos к - dz cos ω cos Ф cos к)
a13 = f / q (r21 dx + r22 dy + r23 dz)
a14 = x / q r31 + f / q r11
a15 = x / q r32 + f / q r12
a16 = x / q r33 + f / q r13
a21 = y / q (- r33 dy + r32 dz ) + f/ q (-r23 dy + r22 dz)
a22 = y / q (dx cosФ + dy sin ω sin Ф - dz cos ω sin Ф) + f/ q (dx sin Ф
sin к - dy sin ω cos Ф sin к + dz cos ω cos Ф sin к )
a23 = f / q (-r11 dx - r22 dy - r23 dz)
a24 = y / q r31 + f / q r21
a25 = y / q r32 + f / q r22
a26 = y / q r33 + f / q r23

Untuk persamaan diatas :

f = panjang fokus
dx = Xi - X0
dy = Yi – Y0
dz = Zi – Z0
i = nomor titik
= 1, 2, 3, 4
q = r31 dx + r32 dy + r33 dz
r = r11 dx + r12 dy + r13 dz
s = r21 dx + r22 dy + r23 dz

Matrik L
l1 = - (qx + rf) / q
l2 = - (qy + sf) / q

baca selanjutnya »»

Teknologi InSAR

Interferometric Synthetic Aperture Radar (InsAR) adalah teknologi penginderaan Jauh yang menggunakan citra hasil dari satelit radar. Satelit radar memancarkan gelombang radar secara konstan, kemudian gelombang radar tersebut direkam setelah diterima kembali oleh sensor akibat dipantulkan oleh target di permukaan bumi.

Citra yang diperoleh dari satelit radar berisi dua informasi penting. Informasi tersebut adalah daya sinar pancar berupa fasa dan amplitudo yang dipengaruhi oleh banyaknya gelombang yang dipancarkan serta dipantulkan kembali. Pada saat gelombang dipancarkan dilakukan pengukuran fasa. Pada citra yang diperoleh dari tiap-tiap pikselnya akan memiliki dua informasi tersebut. Intensitas sinyal dapat digunakan untuk mengetahui karakteristik dari bahan yang memantulkan gelombang tersebut, sedangkan fasa gelombang digunakan untuk menentukan apakah telah terjadi pergerakan (deformasi) pada permukaan yang memantulkan gelombang tersebut.

————————————————————————————————————————————————–

Radio Detection and Ranging (RADAR)

Radar atau Radio Detection and Ranging adalah suatu alat yang sistemnya memancarkan gelombang elektromagnetik berupa gelombang radio dan gelombang mikro. Pantulan dari gelombang yang dipancarkan tadi digunakan untuk mendeteksi obyek.

Pengamatan dilakukan terhadap intensitas gelombang radio yang diterima sensor dan waktu yang diperlukan gelombang mulai saat dipancarkan, dipantulkan oleh obyek, dan diterima kembali oleh sensor. Waktu yang diperlukan oleh gelombang tersebut dinamakan time delay, kemudian apabila dikalikan dengan kecepatan cahaya akan menghasilkan 2x jarak.

Pada permukaan bumi pulsa gelombang radar dipancarkan kesegala arah, sebagian pantulannya diterima kembali oleh sensor. Pantulan ini memiliki intensitas yang lebih lemah dibandingkan ketika dipancarkan dan memiliki polarisasi yang spesifik vertikal atau horisontal tidak harus sama dengan ketika pertama dipancarkan.

Setiap gelombang elektromagnetik memiliki fenomena yang berbeda-beda sesuai dengan karakteristiknya masing-masing. Karakteristik gelombang ini berhubungan dengan frekuensi. Radar menggunakan spektrum gelombang elektromagnetik pada rentang frekuensi 300 MHz hingga 30 GHz atau panjang gelombang 1 cm hingga 1meter dengan polarisasi gelombang single vertikal atau horizontal plane. Citra radar yang diperoleh merepresentasikan jumlah energi pantul yang diterima oleh sensor. Besar kecilnya panjang gelombang yang digunakan berpengaruh pada citra yang diperoleh. Semakin besar panjang gelombangnya maka semakin kuat daya tembus gelombangnya. Hal ini berlaku dengan catatan bahwa semakin tinggi nilai konstanta dielektriknya maka semakin sulit untuk ditembus.

————————————————————————————————————————————————–

Pencitraan dengan RADAR

Pencitraan radar dilakukan kearah samping relatif terhadap arah terbang wahana yang digunakan, baik itu pesawat atau satelit. Oleh sebab itu, radar dalam melakukan pencitraan memiliki geomteri tersendiri. Geometri pencitraan radar diantaranya yaitu: Incident angle (sudut yang dibentuk antara pancaran gelombang radar dengan garis yang tegak lurus terhadap permukaan obyek), depression angle (sudut yang dibentuk dari arah horisontal ke arah garis pancaran gelombang radar), Look Angle (sudut antara utara geografis dan arah pancaran gelombang radar atau dengan garis tegak lurus arah terbang wahana), look direction (arah antena saat melakukan pencitraan).

————————————————————————————————————————————————–

Synthetic Aperture Radar

Synthetic Apertur Radar (SAR) adalah salah satu kelas spesifik dari radar. Dinamakan sintetik karena tidak menggunakan antena panjang secara spesifik seperti pada Real Aperture Radar (RAR). Konsepnya adalah memanfaatkan frekuensi dari sinyal radar sepanjang jalur spektrum untuk membedakan dua penyebaran pada pancaran antena. Faktor yang menentukan pada proses ini adalah kepanduan radar, yaitu fasa seperti halnya amplitudo gelombang yang diterima dan disimpan utnuk digunakan pada proses selanjutnya. Dalam hal ini fasa tersebut harus stabil pada periode mengirim dan menerima sinyal. Hal ini menyebabkan tercipta kesan seolah-olah digunakan antena panjang dengan mengkombinasikan informasi dari berbagai gelombang yang diterima.

Tidak seperi RAR yang memiliki kelemahan, SAR menggunakan prinsip Dopler. Penjalaran gelombang memiliki frekuensi tertentu dan apabila diperoleh suatu frekuensi dengan cara menerapkan prinsip Dopler, maka frekuensi tersebut dinamakan frekuensi Dopler. Perbedaan frekuensi yang terjadi akan mengakibatkan hasil citra untuk tiap objek berbeda tanpa perlu menggunakan antena yang panjang. Pada saat wahana bergerak melewati target sambil melakukan pencitraan, maka obyek terekam pada selang waktu tertentu dengan frekuensi yang berbeda beda. Frekuensi yang tertinggi adalah obyek yang memiliki jarak relatif terdekat dengan sensor.

————————————————————————————————————————————————–

Interferometric Synthetic Aperture Radar (InSAR)

InSAR merupakan suatu teknik yang digunakan untuk mengekstraksi informasi tiga dimensi (3D) dari permukaan bumi dengan pengamatan fasa gelombang radar. Pada awalnya radar interferometri digunakan untuk pengamatan permukaan bulan dan planet venus. Pada tahun 1974 teknik ini diaplikasikan pertama kali di bidang pemetaan. Untuk memperoleh topografi dari citra harus dipenuhi dua buah syarat, yaitu obyek dipermukaan bumi yang dicitrakan harus dapat terlihat dengan jelas atau memiliki resolusi citra yang tinggi sehingga dapat dilakukan interpretasi dan identifikasi yang sesuai. Selain itu citra harus memiliki posisi tiga dimensi yang cukup sehingga daerah yang akan dipetakan dapat diketahui topografinya. Kedua hal tersebut hanya dapat dipenuhi oleh teknik InSAR. Hal inilah yang menyebabkan semakin banyak bidang kajian yang mengaplikasikan InSAR.

Dengan diluncurkannya Satelit ERS-1 diikuti ERS-2 maka teknik ini semakin berkembang, sebab kedua sistem satelit radar ini dapat menghasilkan data interferometri setiap dua hari. Teknik interferometri mencitrakan suatu obyek di permukaan bumi dengan cara melakukan pengamatan terhadap beda fasa dua gelombang pendar yang berasal dari satu obyek.

————————————————————————————————————————————————–

Metode Pencitraan InSAR

Metode pencitraan InSAR dapat diterapkan pada wahana pesawat terbang ataupun wahana satelit. Pada wahana pesawat terbang digunakan dua antena pada saat yang sama dan melakukan pencitraan dengan sekali melintas (single pass), sedangkan pada wahana satelit digunakan satu antena dengan melakukan pencitraan dengan melintas lebih dari sekali pada waktu yang berbeda (multi pass). Pada penggunaan dua buah antena, berdasarkan posisi antena dapat dibagi menjadi dua macam, yaitu posisi melintang pesawat terbang (accross track), dan memanjang pesawat terbang (along track).

————————————————————————————————————————————————–

Multi Pass

Teknik InSAR yang menggunakan satelit dilakukan dengan cara pengulangan lintasan (multi pass). Pengulangan lintasan ini pada ERS-1 dan ERS-2 terjadi setiap 35 hari sekali sehingga sudah terjadi perubahan liputannya. Perubahan liputan lahan ini mempengaruhi sinyal balik radar. Penggunaan pasangan tandem antara ERS-1 dan ERS-2 yang memiliki perbedaan waktu melintas 1 hari, maka liputan lahan relatif masih tetap.

Sensor pada satelit ERS-1 dan ERS-2 melakukan penginderaan ke arah samping kanan dengan sudut masuk sebesar 23 derajat dan tegak lurus arah lintasan. Hal ini menyebabkan pada saat satelit bergerak pada posisi naik dari selatan ke utara yang disebut juga ascending sensor mengarah ketimur, sebaliknya saat descending dari arah utara keselatan sensor mengarah ke barat.

Apabila dicitrakan oleh suatu sensor, dua titik di permukaan bumi yang memiliki jarak dan azimut tertentu kemungkinan kedua titik tersebut muncul pada satu piksel yang sama, padahal kedua titik tersebut kenyataannya memiliki tinggi yang berbeda, namun menjadi tidak dapat dibedakan. Untuk mengatasi hal tersebut diperlukan adanya sensor lain (sensor kedua) yang dapat menunjukkan adanya perbedaan ketinggian diantara kedua titik tersebut. Sensor kedua melakukan pencitraan dengan posisi berbeda dengan sensor pertama. Pada masing-masing citra untuk titik yang sama akan mempunyai nilai fasa yang berbeda. Beda fasa itulah yang merupakan fungsi tingginya. Beda fasa ini memiliki nilai pada rentang minus phi hingga positif phi, sehingga hanya dapat diukur dengan ambiguitas 2 phi.

————————————————————————————————————————————————–

Garis Dasar (Baseline)

Dalam menentukan beda fasa salah satu hal yang menentukan adalah pencitraan kedua yang dibedakan dengan pencitraan pertama oleh garis dasar (baseline). Garis dasar ini disebut juga dengan nama garis dasar interferometrik. Garis dasar interferometrik satelit ERS dapat digunakan untuk keperluan tertentu. Semakin pendek garis dasar interferometrik maka pengaruh terhadap perubahan tinggi akan semakin besar. Hal ini disebabkan dengan meningkatnya panjang garis dasar interferometrik, maka derau fasa juga akan semakin meningkat sehingga terjadi ketidaksesuaian antara citra utama dengan citra kedua.

————————————————————————————————————————————————–

Parameter yang mempengaruhi sinyal balik radar

Setelah dipancarkan melalui sensor, gelombang radar kemudian dipantulkan oleh permukaan bumi dan diterima kembali oleh sensor. Gelombang pantulan tersebut disebut juga istilahnya sebagai sinyal balik. Ada dua parameter yang memperngaruhi sinyal balik yaitu: parameter sistem dan parameter permukaan.

Pada parameter sistem yang dapat mempengaruhi sinyal balik adalah panjang gelombang, polarisasi, dan sudut balik. Sementara itu parameter permukaan berhubungan dengan hal-hal seperti kondisi permukaan daerah yang dicitrakan meliputi kekasaran permukaan, geometri permukaan, dan sifat dielektrika. Terdapat tiga kemungkinan akibat interaksi pancaran gelombang radar dengan permukaan bumi yaitu dihamburkan obyek, dipantulkan secara spekular, atau dipantulkan sempurna.

————————————————————————————————————————————————–

Aplikasi-aplikasi InSAR

InSAR yang merupakan salah satu metode dari SAR saat ini banyak digunakan untuk pemetaan topografi daratan dan permukaan es, studi struktur geologi dan klasifikasi batuan, studi gelombang dan arus laut, studi karakteristik dan pergerakan es, pengamatan deformasi, dan gempa bumi.

Khusus untuk bidang deformasi, kini InSAR menjadi alternatif teknologi yang menjanjikan dalam penelitian deformasi seperti penurunan tanah (land subsidence) dan penelitian gempa bumi. Penggunaan InSAR dalam penelitian gempa bumi berkembang setelah terjadinya gempa Landers di Amerika, yang terdokumentasikan serta terinformasika deformasinya dengan baik oleh citra InSAR baca selanjutnya »»

Datum Geodetik atau referensi permukaan

Datum geodetik atau referensi permukaan atau georeferensi adalah parameter sebagai acuan untuk mendefinisikan geometri ellipsoid bumi. Datum geodetik diukur menggunakan metode manual hingga yang lebih akurat lagi menggunakan satelit.
Parameter datum geodetik
• Parameter utama, yaitu setengah sumbu panjang ellipsoid (a), setengah sumbu pendek (b), dan penggepengan ellipsoid (f).
• Parameter translasi, yaitu yang mendefinisikan koordinat titik pusat ellipsoid (Xo,Yo,Zo) terhadap titik pusat bumi.
• Parameter rotasi, yaitu (εx, εy, εz) yang mendefinisikan arah sumbu-sumbu (X,Y,Z) ellipsoid.
• Parameter lainnya, yaitu datum geodesi global memiliki besaran yang banyak hingga mencakup konstanta-konstanta yang merepresentasikan model gaya berat bumi dan aspek spasial lainnya.
Jenis datum geodetik
Jenis geodetik menurut metodenya :
• Datum horizontal adalah datum geodetik yang digunakan untuk pemetaan horizontal. Dengan teknologi yang semakin maju, sekarang muncul kecenderungan penggunaan datum horizontal geosentrik global sebagai penggganti datum lokal atau regional.
• Datum vertikal adalah bidang referensi untuk sistem tinggi ortometris. Datum vertikal digunakan untuk merepresentasikan informasi ketinggian atau kedalaman. Biasanya bidang referensi yang digunakan untuk sistem tinggi ortometris adalah geoid.
Jenis datum geodetik menurut luas areanya :
• Datum lokal adalah datum geodesi yang paling sesuai dengan bentuk geoid pada daerah yang tidak terlalu luas. Contoh datum lokal di Indonesia antara lain : datum Genoek, datum Monconglowe, DI 74 (Datum Indonesia 1974), dan DGN 95 (Datum Geodetik Indonesia 1995).
• Datum regional adalah datum geodesi yang menggunakan ellipsoid referensi yang bentuknya paling sesuai dengan bentuk permukaan geoid untuk area yang relatif lebih luas dari datum lokal. Datum regional biasanya digunakan bersama oleh negara yang berdekatan hingga negara yang terletak dalam satu benua. Contoh datum regional antara lain : datum indian dan datum NAD (North-American Datum) 1983 yang merupakan datum untuk negara-negara yang terletak di benua Amerika bagian utara, Eurepean Datum 1989 digunakan oleh negara negara yang terletak di benua eropa, dan Australian Geodetic Datum 1998 digunakan oleh negara negara yang terletak di benua australia.
• Datum global adalah datum geodesi yang menggunakan ellipsoid referensi yang sesuai dengan bentuk geoid seluruh permukaaan bumi. Karena masalah penggunaan datum yang berbeda pada negara yang berdekatan maupun karena perkembangan teknologi penentuan posisi yang mengalami kemajuan pesat, maka penggunaan datum mengarah pada datum global. Datum datum global yang pertama adalah WGS 60, WGS66, WGS 72, awal tahun 1984 dimulai penggunaan datum WGS 84, dan ITRF.
Transformasi Datum
Banyak peta atau data geodesi yang memakai datum yang berbeda. Misalnya untuk keperluan survey geodesi yang lebih luas, seperti penentuan batas batas antar negara, maka diperlukan datum bersama. Perbedaan ini biasanya dapat mencapai ratusan meter jika dikonversi ke satuan panjang. Untuk menyamakan Datum geodesi perlu suatu model transformasi berdasarkan transformasi koordinat bumi. Prinsip transformasi datum adalah pengamatan pada titik-titik yang sama atau disebut titik sekutu. Titik sekutu ini memiliki koordinat-koordinat dalam berbagai datum. Dari koordinat koordinat ini dapat diketahui hubungan matematis antara datum yang bersangkutan. Selanjutnya titik titik yang lain dapat ditransformasikan. baca selanjutnya »»

Datum Geodetik dan sistem proyeksi nasional

DATUM GEODETIK dan SISTEM PROYEKSI NASIONAL

Pemahaman tentang dasar pembuatan peta adalah sesuatu yang sangat penting. Peta bukan hanya sekedar gambar hiasan tanpa arti. Peta memiliki makna yang sangat luas. Peta berkaitan dengan banyak hal yang menyangkut hajat hidup bangsa, bahkan kedaulatan bangsa tersebut. Lihatlah beberapa kasus hilangnya sebagian wilayah negara Indonesia berkaitan dengan sengketa perbatasannya dengan negara tetangga. Kasus lain yang lebih mengenaskan adalah penahanan nelayan Indonesia dan perahu mereka ditengelamkan karena dianggap telah memasuki wilayah teritori negara lain. (lihat lebih lengkap di http://222.124.164.132/web/detail.php?sid=166973&actmenu=45). Perselisihan perselisihan tersebut muncul karena adanya perbedaan penafsiran tentang peta dari masing-masing penggunanya. Untuk itu berikut adalah sedikit ulasan mengenai hal-hal berkaitan dengan unsur yang mendasari pembuatan peta. Penulis akan membagi dalam beberapa sesi posting.

DATUM GEODETIK

Datum geodetik adalah parameter yang digunakan untuk mendefinisikan bentuk dan ukuran elipsoid referensi. Parameter-parameter ini selanjutnya digunakan untuk pendefinisian koordinat, serta kedudukan dan orientasinya dalam ruang di muka bumi. Setiap negara menggunakan suatu sistem datum geodetiknya masing-masing yang ditetapkan menjadi dasar acuan pemetaan nasionalnya. Indonesia menggunakan sistem DGN 1995 (kepanjangan dari Datum Geodetik Nasional 1995). Datum geodetik ini memiliki prinsip yang sama dengan sistem datum WGS 1984
DGN (Datum Geodesi Nasional) 1995
DGN (Datum Geodesi Nasional) 1995 adalah datum geodetik Nasional (Indonesia) yang secara resmi berlaku saat ini di Indonesia, yang pada prinsipnya sama dengan datum WGS 1984. Sistem datum WGS 1984 ini juga merupakan sistem datum yang digunakan dalam GPS navigasi saat ini. Datum WGS 1984 dikendalikan National Imagery and Mapping (NIMA) Amerika Serikat. Informasi lebih banyak silakan ke http://geodesy.gd.itb.ac.id/?page_id=13


SISTIM PROYEKSI


Proyeksi adalah suatu cara dalam usaha menyajikan dari suatu bentuk yang mempunyai dimensi tertentu ke dimensi lainnya. Dalam hal ini adalah dari bentuk matematis bumi (Elipsoid atau Elip 3 dimensi) ke bidang 2 dimensi berupa bidang datar (kertas). PROYEKSI dapat dibagi menurut criteria :
SIFAT:
1. KONFORM (bentuk sama)
2. EQUIVALENT (luas sama)
3. EQUIDISTANT (jarak sama)
BIDANG :
1. AZIMUTHAL (bidang datar)
2. KERUCUT (bidang kerucut)
3. SILINDER (bidang silinder)
KEDUDUKAN BIDANG PROYEKSI :
1. NORMAL ( tegak )
2. TRANSVERSAL ( melintang )
3. OBLIQUE ( miring )
4.
SISTEM PROYEKSI UNIVERSAL TRANSVERSE MERCATOR (UTM)

Sistem Proyeksi UTM ( Universal Tranvers Mercator ) ini telah dibakukan oleh BAKOSURTANAL sebagai sistim Proyeksi Pemetaan Nasional. Pemakaian sistem proyeksi ini didasari oleh hal-hal berikut :
i. Kondisi geografi negara Indonesia membujur disekitar Garis Katulistiwa atau garis lingkar Equator dari Barat sampai ke Timur yang relatip seimbang.
ii. Untuk kondisi seperti ini, sistim proyeksi Tranvers Mercator/Silinder Melintang Mercator adalah paling ideal (memberikan hasil dengan distorsi minimal).
iii. Dengan pertimbangan kepentingan teknis maka dipilih sistim proyeksi Universal Transverse Mercator yang memberikan batasan luasan bidang 6º antara 2 garis bujur di elipsoide yang dinyatakan sebagai Zone.
Untuk lebih jelas silakan lihat www.anjar.web.ugm.ac.id/bahankuliah/ pengenalan_sist_proyeksi.doc

PERATURAN PEMERINTAH BERKAITAN DENGAN SISTEM PROYEKSI


Pemerintah telah menegaskan sistem proyeksi yang digunakan dalam pembuatan peta di Indonesia. Peraturan ini meyangkut tentang apa dasar-dasar pemetaan, siapa yang berhak
menggunakan dan lain-lain. Untuk lebih jelas tentang ini, silakan pembaca membuka posting dalam blog ini yang berjudul PP 10/2000 Tingkat Ketelitian Peta untuk Penataan Wilayah baca selanjutnya »»

Satelit Gravimetri

Salah satu tujuan dari ilmu geodesi adalah menentukan bentuk dan ukuran bumi termasuk didalamnya menentukan medan gaya berat bumi dalam dimensi ruang dan waktu. Bentuk bumi didekati melalui beberapa model diantaranya ellipsoida yang merupakan bentuk ideal dengan asumsi bahwa densitas ( kerapatan ) bumi homogen. Sementara itu kenyataan sebenarnya, densitas massa bumi yang heterogen dengan adanya gunung, lautan, cekungan,dataran akan membuat ellipsoid berubah menjadi Geoid.

Geoid disebut sebagai model bumi yang sesungguhnya. Lebih jauh geoid dapat didefinisikan sebagai bidang ekipotensial yang berimpit dengan permukaan laut pada keadaan tenang dan tanpa gangguan , karena itu secara praktis geoid dianggap sama dengan permukaan laut rata-rata (Mean sea level-MSL).

Jarak geoid terhadap ellipsoid disebut Undulasi geoid. Undulasi geoid tidak sama di semua tempat, hal ini disebabkan ketidakseragaman sebaran densitas masa bumi. Geoid sendiri dapat ditentukan dengan menggunakan beberapa metode diantaranya ; defleksi vertikal, studi permukaan air laut dari data satelit altimetri, airborne gravimetri dan Satelit Gravimetri.

————————————————————————————————————————————————-

PENENTUAN GRAVITY FIELD DAN GEOID DENGAN SATELIT

Teknik penentuan gravity field dan kemudian geoid dengan menggunakan teknologi satelit terbagi menjadi 2 teknik, yaitu secara geometrik dan secara dynamic. Secara geometrik dengan memanfaatkan kombinasi dari satelit altimetri dengan satelit GPS. Sementara itu secara dynamic dilakukan menggunakan misi-misi satelit gravimetri.

Teknik kombinasi dari satelit altimetri dengan satelit GPS (teknik geometrik) secara prinsip sederhananya yaitu dengan membandingkan jarak yang diperoleh dari satelit altimetri dengan tinggi yang diperoleh dari GPS dalam fungsi waktu. Sementara itu teknik satelit gravimetry secara prinsip sederhananya yaitu dengan melakukan penjejakan terhadap satelit, maka kita dapat menentukan seberapa besar penyimpangan orbit satelit akibat pengaruh gaya gravitasi dan kemudian dapat dihitung seberapa besar perbedaan medan gaya berat bumi dibandingkan dengan massa sebuah titik.

————————————————————————————————————————————————–

PENENTUAN GRAVITY FIELD DAN GEOID DENGAN SATELIT GRAVIMETRI

Metode penentuan gravity field dan geoid menggunakan misi-misi dari Satelit Gravimetri mulai banyak dikembangkan saat ini. Jika bumi dianggap sebagai ellipsoid dengan massa yang homogen, maka medan gaya beratnya akan memiliki suatu medan massa tertentu dan orbit satelit akan berbentuk ellips yang sempurna. Dengan melakukan penjejakan terhadap satelit, maka kita dapat menentukan seberapa besar penyimpangan orbit satelit dan kemudian dapat dihitung seberapa besar perbedaan medan gaya berat bumi dibandingkan dengan massa sebuah titik. Ini merupakan cara yang baik untuk mendapatkan kenampakan gelombang panjang (long wavelength) dari medan gaya berat. Untuk menentukan derajat (degree) yang lebih tinggi maka kita memerlukan data gaya berat terestris. Misi Satelit Gravimetri diantaranya bernama GRACE (Gravity Recovery And Climat Experiment) dan GOCE (Gravity field and steady-state Ocean Circulation Explorer).

————————————————————————————————————————————————-

GRACE (Gravity Recovery And Climat Experiment)

GRACE (Gravity Recovery And Climat Experiment) merupakan sistem satelit gravimetri hasil kerjasama antara NASA (National Aeronautics and Space Administration) dengan DLR (Deutsches Zentrum fur Luft-und Raumfahrt). Tujuan utama dari misi GRACE ini yaitu untuk menyediakan informasi yang cukup akurat dari model gravity field bumi untuk jangka waktu proyek selama 5 tahun. Estimasi secara temporal berkala dari gravity field bumi dapat diperoleh berikut variasinya yang terjadi.

Tujuan lainnya (secondary mission) dari misi GRACE yaitu menyediakan informasi mengenai besaran bias ionosfer dan troposfer yang dapat memperlambat dan melengkungkan sinyal pengukuran GPS. Alat yang dipasang pada satelit GRACE untuk penyediaan informasi ini berupa Lim Sounding. Alat ini dapat memberikan besaran TEC (Total Electron Content) dan atau refraktivitas dalam ionosfer dan troposfer.

Teknik dari GRACE ini yaitu mendeteksi perubahan Gravity filed bumi dengan cara memonitor perubahan jarak yang terjadi antara pasangan 2 satelit GRACE pada orbitnya. Kedua satelit ini saling melaju pada track orbit dengan jarak satelit satu ke satelit kedua sekitar 220 kilometer. Kedua satelit ini terkoneksi oleh K-band microwave link untuk menghitung perbedaan jaraknya secara pasti, dan seberapa besar perubahannya dengan akurasi lebih baik dari 1um/s. Untuk melihat precise attitude dan pergerakan akibat gaya non gravitasi dari satelit, untuk itu kedua satelit dilengkapi dengan star camera dan akselerometer. Sementara itu posisi dan kecepatan satelit ditentukan dari sistem GPS yang ikut terpasang di kedua pasangan satelit GRACE tersebut.

————————————————————————————————————————————————-

GOCE (Gravity field and steady-state Ocean Circulation Explorer)

GOCE (Gravity field and steady-state Ocean Circulation Explorer) adalah misi satelit dari ESA dalam bidang geodesi dan geodinamik berupa kombinasi dari SGG (Satellite Gravity Gradiometry) dan SST (Satellite-to-Satellite Tracking). Misi ini merupakan salah satu misi utama dari ESA Earth Explorer Programe yang dicanangkan di pertemuan Granada pada tanggal 12-14 oktober 1999. Kontrak misi dimulai pada bulan november tahun 2001.

Obyektif dari misi GOCE yaitu untuk menentukan gravity field statis berupa geoid dan gravity anomali dengan akurasi 1 sentimeter untuk tinggi geoid, dan 1 miligal untuk gravity anomali, pada spasial grid 100 kilometer dipermukaan bumi bahkan kurang. Data dari GOCE menyediakan model yang unik dari gravity field bumi dan juga dalam hal representasi bidang ekipotensial yang diwakili oleh geoid. Misi GOCE memberikan support terhadap berbagai kepentingan aplikasi dari multi disiplin ilmu.

Misi GOCE yang dilakukan merupakan misi yang melengkapi misi-misi satelit lainnya dalam bidang yang sama yaitu CHAMP (diluncurkan 15 juli 2000) dan GRACE (diluncurkan pada tanggal 17 maret 2002). Misi GOCE ini diharapkan dapat membantu Earth Science (ilmu kebumian) untuk memahami lebih baik dari proses dinamika bumi yang terjadi dalam interior bumi dan permukaan bumi. Contohnya, pengetahuan akan geoid yang baik akan bermanfaat bagi studi distribusi masa di bumi padat, intepretasi perubahan muka laut (sea level change), studi arus laut, ocean heat transport, studi iklim, dan prediksi dari dinamika bumi. baca selanjutnya »»

Satelit Altimetri

Sistem satelit altimetri berkembang sejak tahun 1975, ketika diluncurkannya sistem satelit Geos-3. Pada saat ini secara umum sistem satelit altimetri mempunyai tiga objektif ilmiah jangka panjang yaitu: mengamati sirkulasi lautan global, memantau volume dari lempengan es kutub, dan mengamati perubahan muka laut rata-rata (MSL) global.
Dalam konteks geodesi, objektif terakhir dari misi satelit altimetri tersebut adalah yang menjadi perhatian. Dengan kemampuannya untuk mengamati topografi dan dinamika dari permukaan laut secara kontinyu, maka satelit altimetri tidak hanya bermanfaat untuk pemantauan perubahan MSL global, tetapi juga akan bermanfaat untuk beberapa aplikasi geodetik dan oseanografi seperti yang diberikan [SRSRA, 2001; Seeber, 1993]:

- Penentuan topografi permukaan laut (SST)
- Penentuan topografi permukaan es
- Penentuan geoid di wilayah lautan
- Penentuan karakteristik arus dan eddies
- Penentuan tinggi (signifikan) dan panjang (dominan) gelombang
- Studi pasang surut di lepas pantai
- Penentuan kecepatan angin di atas permukaan laut
- Penentuan batas wilayah laut, dan es
- Studi fenomena El Nino
- Manajemen sumber daya laut
- Unifikasi datum tinggi antar pulau

Begitu banyak hal yang dapat kita pelajari dengan mengaplikasikan teknologi Satelit Altimetri, sehingga teknologi ini mulai menjadi trend baru dalam dunia science dan rekayasa geodesi kelautan, oceanografi, dan bidang-bidang ilmu terkait lainnya.

————————————————————————————————————————————————-

Prinsip Dasar Satelit Altimetri

Satelit Altimetri diperlengkapi dengan pemancar pulsa radar (transmiter), penerima pulsa radar yang sensitif (receiver), serta jam berakurasi tinggi. Pada sistem ini, altimeter radar yang dibawa oleh satelit memancarkan pulsa-pulsa gelombang elektromagnetik (radar) kepermukaan laut. Pulsa-pulsa tersebut dipantulkan balik oleh permukaan laut dan diterima kembali oleh satelit.

Informasi utama yang ingin ditentukan dengan satelit altimetri adalah topografi dari muka laut. Hal ini dilakukan dengan mengukur ketinggian satelit di atas permukaan laut dengan menggunakan waktu tempuh dari pulsa radar yang dikirimkan kepermukaan laut, dan dipantulkan kembali ke satelit.

Untuk mengeliminasi efek dari gelombang serta gerakan muka laut berfrekuensi tinggi lainnya, jarak ukuran adalah jarak rata-rata dalam daerah footprint. Dari data rekaman waktu tempuh sinyal kita dapat menentukan posisi vertikal permukaan laut, topografi muka laut (SST), Undulasi Geoid, Topografi es, lokasi dan kecepatan arus laut. Dari data amplitudo gelombang pantul kita dapat memperoleh informasi mengenai kecepatan angin sepanjang permukaan groundtrack satelit, dan batas laut serta es. Sementara itu dari data bentuk dan struktur muka gelombang pantul kita dapat melihat tinggi gelombang, panjang gelombang dominan, informasi termoklin, dan kemiringan lapisan es.

————————————————————————————————————————————————-

Kesalahan dan Bias pada sistem Satelit Altimetri

Secara umum kesalahan dan bias yang mempengaruhi data pengamatan satelit altimetri terbagi menjadi empat sistem kesalahan. Yang pertama adalah kesalahan dan bias yang terkait dengan sensor meliputi kesalahan waktu altimeter, kesalahan kalibrasi altimeter, kesalahan pengarahan (pointing) altimeter, dan noise dari altimeter. Sistem kesalahan dan bias yang kedua yaitu kesalahan dan bias yang terkait dengan propagasi sinyal yang terdiri dari refraksi ionosfer, refraksi troposfer (komponen kering dan basah). Yang ketiga adalah kesalahan dan bias yang terkait dengan satelit meliputi kesalahan orbit, kesalahan sistem koordinat dari stasiun-stasiun kontrol. Sistem kesalahan dan bias yang keempat yaitu kesalahan dan bias yang terkait dinamika muka laut berupa bias elektromagnetik (perbedaan antara muka laut rata-rata dengan muka laut pantulan rata-rata yang disebabkan oleh tingkat kekasaran muka laut yang tidak homogen secara spasial), skewnes bias (beda tinggi antara muka laut pantulan rata-rata dengan muka pantulan median yang diukur oleh penjejak satelit yang disebabkan oleh distribusi tinggi muka laut yang tidak normal).

Dengan perkembangan teknologi, resolusi data ukuran jarak altimeter semakin baik, dari sekitar 1 meter pada tahun 1973 sampai dengan 1-2 sentimeter pada saat sekarang ini. Namun demikian tingkat ketelitian akhir dari jarak ukuran akan sangat tergantung pada tingkat kesuksesan pereduksian dan pengeliminasian dari kesalahan dan bias yang mengkontaminasi data ukuran.

————————————————————————————————————————————————-

Misi Misi Satelit Altimetri

Sejak peluncuran Skylab pada tahun 1973, sampai dengan saat ini sudah cukup banyak misi satelit altimetri yang diluncurkan dengan objektifnya masing-masing. Misi-misi tersebut antara lain GEOS-3, SEASAT, GEOSAT, ERS-1, TOPEX/POSEIDON, dan ERS-2.

Setiap sistem satelit altimetri umumnya mempunyai karakteristik orbit dan altimeter tersendiri. Selain itu satelit altimetri juga mempunyai bentuk konfigurasi tubuh yang berbeda-beda. Sebagai contoh untuk satelit TOPEX/Poseidon, selain dilengkapi dengan altimeter, satelit juga membawa sensor-sensor microwave radiometer, antena GPS, antena DORIS, dan Laser Retroreflectors (LRR). Sedangkan untuk ERS-1, selain membawa radar altimeter, satelit juga dilengkapi dengan sensor-sensor wind scatterometer (SCAT), sysnthetic aperture radar (SAR), LRR, Along Track Scanning Radiometer (ATSR) Microwave Sounder, ATSR Infrared Radiometer, Precise Range and Range Rate Equipment (PRARE). Sedangkan satelit ERS-2, disamping altimeter radar juga membawa sensor-sensor SAR, SCAT, ATSR, Microwave Sounder, Global Ozon Monitoring Experimant (GOME), PRARE, dan LRR.

————————————————————————————————————————————————–

Contoh-contoh Aplikasi Satelit Altimetri

Seperti sudah disebutkan sebelumnya, aplikasi satelit altimetri dalam bidang geodesi dan bidang terkait lainnya antara lain penentuan topografi permukaan laut (SST), penentuan topografi lapisan es, penentuan karakteristik dan pola arus, pasut, dan gelombang, penentuan penentuan kecepatan angin di atas permukaan laut, penentuan geoid di wilayah lautan, penentuan batas laut dengan lapisan es, serta unifikasi datum tinggi di wilayah kepulauan.

Yang dimaksud dengan SST (Sea Surface Topography) adalah deviasi muka laut dari permukaan geoid, yaitu perbedaan dalam tinggi ellipsoid antara permukaan laut dengan permukaan geoid. SST sendiri dapat dibagi atas dua komponen, yaitu komponen statik dan dinamik. Komponen statik terutama disebabkan oleh arus laut, efek meteorologis, serta inhomogenitas pada distribusi salinitas dan temperatur air laut. Sedangkan komponen dinamik terutama disebabkan oleh fenomena gelombang, pasang surut, dan variasi tekanan udara.

Pada pengamatan dengan satelit altimetri yang teramati pada saat pengukuran adalah SST sesaat, sedangkan yang ingin diketahui umumnya adalah SST statik. Untuk memperolehnya maka dilakukan pengamatan dalam fungsi waktu kemudian dilakukan perata-rataan.

Satelit altimetri juga dapat dimanfaatkan untuk mempelajari variasi SST terhadap waktu dalam skala spasial regional, mempelajari variasi dari MSL (Mean Sea Level) terhadap waktu, menentukan variasi spasial dari anomali gaya berat (gravity anomaly), mengestimasi kecepatan dan pola arus laut, mengestimasi tinggi gelombang signifikan dan juga kecepatan angin. baca selanjutnya »»

Satelit Galileo

Satelit Galileo merupakan sistem satelit navigasi global Eropa yang pertama dengan tingkat akurasi yang tinggi dan dikontrol dan dikelola oleh pihak sipil Uni Eropa. Adapun tujuan Uni Eropa untuk menciptakan satelit baru ini adalah untuk mengurangi ketergantungan terhadap pemakaian GPS dan untuk dapat bersaing dalam dunia persatelitan dengan negara-negara maju seperti Amerika Serikat. Sistem ini didesain untuk memberikan posisi dan kecepatan tiga-dimensi serta informasi mengenai waktu secara kontinyu di seluruh dunia tanpa bergantung pada waktu dan cuaca kepada banyak orang secara simultan. Satelit ini masih baru dan mulai diluncurkan pada tahun 2005, dan akan beroperasi secara penuh pada tahun 2008. Pada prinsipnya penentuan posisi dengan satelit Galileo hampir sama dengan penentuan posisi dengan GPS. Kedua satelit navigasi ini hanya berbeda pada spesifikasi dan kemampuannya.

————————————————————————————————————————————————-

Komponen Sistem Satelit Galileo

Secara umum ada tiga komponen penyusun sistem Galileo yaitu komponen angkasa (space segment), komponen kontrol bumi (ground segment), dan komponen pengguna (user segment).

Segmen angkasa Galileo terdiri dari 30 satelit, dimana terdapat 27 satelit yang aktif dan 3 satelit cadangan (spare) dalam Medium Earth Orbit (MEO) pada ketinggian 23600 km. Satelit akan melakukan perjalanan sepanjang tiga orbit sirkular pada inklinasi 56°. Dengan waktu orbit 14 jam, konfigurasi dari konstelasi akan menjamin sekurang-kurangnya 10 satelit yang kelihatan akan memberikan informasi posisi dan waktu untuk semua lokasi, termasuk daerah kutub. Wahana Satelit Galileo diharapkan akan dapat bertahan selama 10 tahun.

Segmen angkasa akan diatur lewat dua stasiun kontrol yang dipilih di suatu tempat di Eropa, yang didukung oleh 20 stasiun sensor Galileo (GSS). Pertukaran data antara stasiun kontrol dan satelit akan dikerjakan melalui stasiun penghubung khusus. Sebanyak 15 stasiun penghubung akan dipasang di sekitar permukaan bumi untuk memudahkan dalam hal transfer data. Sebagai komponen kontrol bumi (ground segment), stasiun kontrol akan bertanggungjawab memanajemen satelit, mengintegrasikan sinyal, dan sinkronisasi jam atom pada satelit.

Segmen pengguna terdiri dari para pengguna satelit Galileo, baik di darat, laut, udara, maupun di angkasa. Dalam hal ini alat penerima sinyal Galileo diperlukan untuk menerima dan memproses sinyal -sinyal dari satelit Galileo untuk digunakan dalam penentuan posisi, kecepatan dan waktu. Komponen utama dari suatu receiver Galileo secara umum adalah antena dengan pre-amplifier, bagian RF dengan pengidentifikasi sinyal dan pemroses sinyal, pemroses mikro untuk pengontrolan receiver, data sampling dan pemroses data ( solusi navigasi ), osilator presisi , catu daya, unit perintah dan tampilan, dan memori serta perekam data.

————————————————————————————————————————————————-

Sinyal Satelit Galileo

Satelit Galileo akan menstransmisikan 10 sinyal yang berbeda. Dari sini, 6 sinyal akan digunakan untuk keperluan sipil (Open Service) dan Safety of Life Service, 2 sinyal untuk keperluan komersial dan sisanya 2 untuk keperluan Public Regulated Service. Selain pelayanan navigasi dan transmisi waktu, Galileo akan menyediakan informasi mengenai akurasi dan status sinyal tersebut.

————————————————————————————————————————————————-

Tipe Receiver Satelit Galileo

Mengenai receiver Galileo, belum ada keputusan akhir tentang spesifikasi dan kemampuan receiver Galileo melainkan sekarang sedang dikembangkan untuk dapat bersaing dengan GPS. Analisis pasar memberikan klasifikasi pendahuluan tentang tipe receiver Galileo yaitu: Tipe konsumen, Tipe profesional, dan Tipe Safety of Life.

Tipe konsumen sendiri terdiri dari dua jenis yaitu A1 dan A2. Jenis A1 berdiri sendiri yang merupakan receiver navigasi utama Galileo, dan A2 digunakan untuk bantuan komunikasi (NAV/COM).

Tipe profesional terdiri dari empat jenis yaitu B1 (Single frequency ditambah Local Element (LE)), B2 (Dual frequency ditambah LE), B3 (Triple frequency ditambah LE), dan B4 (Single frequency ditambah bantuan komunikasi).

Sementara itu Tipe Safety of Life terdiri dari dua jenis yaitu C1 dan C2. Jenis C1 merupakan receiver yang memiliki spesifikasi Dual frequency plus LE (+EGNOS) with integrity. Jenis C2 memiliki spesifikasi Triple frequency plus LE (+EGNOS) with integrity.

————————————————————————————————————————————————-

Kemampuan layanan Sistem Satelit Galileo

Ada 5 macam layanan atau jasa yang rencananya akan diberikan sistem satelit Galileo ini, yaitu:
1) Pelayanan Terbuka (Open Service atau OS)
OS ini adalah bebas dan menyediakan pelayanan seperti GPS tetapi dengan akurasi yang lebih tinggi. Dalam hal ini, ESA berperan aktif dalam mengintegrasikan Galileo dengan sistem GSM/UMTS. OS ini ditetapkan sebagai pasar sinyal besar-besaran untuk informasi waktu dan posisi yang tersedia dengan gratis. OS ini dapat diperoleh oleh semua orang yang dilengkapi dengan receiver tanpa pemberian hak.
2) Pelayanan Keselamatan Hidup (Safety of Life Service atau SLS)
SLS ini akan digunakan untuk aplikasi transportasi yang mana dapat membahayakan hidup jika penampilan sistem navigasi menurun tanpa pemberitahuan dengan real-time.
3) Pelayanan Komersial (Commercial Service atau CS)
CS ini diperuntukkan untuk aplikasi pasar (komersial) dengan pelayanan yang lebih tinggi dibandingkan dengan yang ditawarkan oleh Open Service. Layanan ini tidak gratis melainkan user harus membayar jasa pelayanan artinya jika pengguna ingin mendapatkan informasi posisi dan waktu secara real-time, maka pengguna harus membayar sebesar biaya yang telah ditetapkan.
4) Pelayanan Publik (Public Regulated Service atau PRS)
Galileo ini merupakan suatu system sipil yang memuat layanan pengontrolan akses untuk aplikasi pemerintahan. PRS ini akan digunakan oleh suatu badan atau instansi seperti kepolisisan dan departemen-departemen
5) Layanan Pencarian dan Pertolongan (Search and Rescue Service atau SAR)
SAR ini memberikan kontribusi Eropa dalam dunia internasional dalam usaha pemberian bantuan dan pertolongan kemanusiaan.

————————————————————————————————————————————————-

Kelebihan dan Keuntungan Sistem Satelit Galileo

Galileo ini merupakan satelit yang dirancang khususnya untuk keperluan non-militer. Bila dibandingkan dengan satelit navigasi lainnya seperti GPS dan GLONASS, satelit Galileo ini mempunyai beberapa keuntungan dan kelebihan antara lain:

- Satelit Galileo didesain dan dikembangkan untuk aplikasi non-militer, sebaliknya GPS didesain terutama untuk aplikasi militer.
- Galileo didasarkan pada teknologi yang sama seperti GPS dan menyediakan informasi posisi dan waktu dengan tingkat presisi yang lebih tinggi.
- Galileo lebih dapat dipercaya meliputi suatu signal “pesan” yang memberitahu user dengan seketika apabila terjadi suatu kesalahan
- Satelit Galileo terbuka dan meluas ke seluruh pasar yang meliputi seluruh dunia dan perusahaan-perusahaan komersil Eropa
- Galileo memberikan pelayanan nyata bagi publik seperti pemberian garansi yang kontinyu yang ditetapkan untuk aplikasi khusus
- Galileo telah menciptakan 140 000 job dan mampu menggerakkan pasar yang diperkirakan mencapai €9 billion per tahun. Ini lebih rendah dibandingkan ketergantungan Eropa terhadap GPS untuk keperluan ekonomi.

————————————————————————————————————————————————-

Aplikasi Teknologi Satelit Galileo

Sistem Satelit Galileo dibangun mirip dengan sistem GPS, oleh karenanya aplikasi dari sistem Galileo akan menyerupai aplikasi dari sateli GPS. Gambaran umum yang diberikan sistem satelit Galileo untuk bidang aplikasi diantaranya diperuntukan bagi kepentingan transportasi, keperluan penerbangan (aviation), aplikasi maritim, pekerjaan teknik sipil, perikanan, pertanian (precise farming), monitoring lingkungan. referensi waktu dan telekomunikasi.

Bidang-bidang lainnya yang menjadi aplikasi sistem Galileo, sama halnya dengan sistem GPS yaitu: survai pemetaan, geodinamika, geodesi, geologi, geofisik, pemantauan deformasi, , dan bahkan juga bidang olahraga dan rekreasi baca selanjutnya »»

GPS

GPS (Global Positioning System) adalah sistem satelit navigasi dan penentuan posisi yang dimiliki dan dikelola oleh Amerika Serikat. Sistem ini didesain untuk memberikan posisi dan kecepatan tiga-dimensi serta informasi mengenai waktu, secara kontinyu di seluruh dunia tanpa bergantung waktu dan cuaca, bagi banyak orang secara simultan. Saat ini GPS sudah banyak digunakan orang di seluruh dunia dalam berbagai bidang aplikasi yang menuntut informasi tentang posisi, kecepatan, percepatan ataupun waktu yang teliti. GPS dapat memberikan informasi posisi dengan ketelitian bervariasi dari beberapa millimeter (orde nol) sampai dengan puluhan meter.

————————————————————————————————————————————————–

Kemampuan GPS

Beberapa kemampuan GPS antara lain dapat memberikan informasi tentang posisi, kecepatan, dan waktu secara cepat, akurat, murah, dimana saja di bumi ini tanpa tergantung cuaca. Hal yang perlu dicatat bahwa GPS adalah satu-satunya sistem navigasi ataupun sistem penentuan posisi dalam beberapa abad ini yang memiliki kemampuan handal seperti itu. Ketelitian dari GPS dapat mencapai beberapa mm untuk ketelitian posisinya, beberapa cm/s untuk ketelitian kecepatannya dan beberapa nanodetik untuk ketelitian waktunya. Ketelitian posisi yang diperoleh akan tergantung pada beberapa faktor yaitu metode penentuan posisi, geometri satelit, tingkat ketelitian data, dan metode pengolahan datanya.

————————————————————————————————————————————————–

Produk yang diberikan GPS

Secara umum produk dari GPS adalah posisi, kecepatan, dan waktu. Selain itu ada beberapa produk lainnya seperti percepatan, azimuth, parameter attitude, TEC (Total Electron Content), WVC (Water Vapour Content), Polar motion parameters, serta beberapa produk yang perlu dikombinasikan dengan informasi eksternal dari sistem lain, produknya antara lain tinggi ortometrik, undulasi geoid, dan defleksi vertikal.

————————————————————————————————————————————————–

Segmen Penyusun Sistem GPS

Secara umum ada tiga segmen dalam sistem GPS yaitu segmen sistem kontrol, segmen satelit, dan segmen pengguna.

Satelit GPS dapat dianalogikan sebagai stasiun radio angkasa, yang diperlengkapi dengan antena-antena untuk mengirim dan menerima sinyal –sinyal gelombang. Sinyal-sinyal ini selanjutnya diterima oleh receiver GPS di/dekat permukaan bumi, dan digunakan untuk menentukan informasi posisi, kecepatan, maupun waktu. Selain itu satelit GPS juga dilengkapi dengan peralatan untuk mengontrol attitude satelit. Satelit-satelit GPS dapat dibagi atas beberapa generasi yaitu ; blok I, blok II, blok IIA, blok IIR dan blok IIF. Hingga april 1999 ada 8 satelit blok II, 18 satelit blok II A dan 1 satelit blok II R yang operasional.

Secara umum segmen sistem kontrol berfungsi mengontrol dan memantau operasional satelit dan memastikan bahwa satelit berfungsi sebagaimana mestinya

Segmen pengguna terdiri dari para pengguna satelit GPS di manapun berada. Dalam hal ini alat penerima sinyal GPS ( GPS receiver ) diperlukan untuk menerima dan memproses sinyal -sinyal dari satelit GPS untuk digunakan dalam penentuan posisi, kecepatan dan waktu. Komponen utama dari suatu receiver GPS secara umum adalah antena dengan pre-amplifier, bagian RF dengan pengidentifikasi sinyal dan pemroses sinyal, pemroses mikro untuk pengontrolan receiver, data sampling dan pemroses data ( solusi navigasi ), osilator presisi , catu daya, unit perintah dan tampilan, dan memori serta perekam data.

————————————————————————————————————————————————–

Prinsip 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.

————————————————————————————————————————————————–

Tipe alat (Receiver ) GPS

Ada 3 macam tipe alat GPS, dengan masing-masing memberikan tingkat ketelitian (posisi) yang berbeda-beda. Tipe alat GPS pertama adalah tipe Navigasi (Handheld, Handy GPS). Tipe nagivasi harganya cukup murah, sekitar 1 - 4 juta rupiah, namun ketelitian posisi yang diberikan saat ini baru dapat mencapai 3 sampai 6 meter. Tipe alat yang kedua adalah tipe geodetik single frekuensi (tipe pemetaan), yang biasa digunakan dalam survey dan pemetaan yang membutuhkan ketelitian posisi sekitar sentimeter sampai dengan beberapa desimeter. Tipe terakhir adalah tipe Geodetik dual frekuensi yang dapat memberikan ketelitian posisi hingga mencapai milimeter. Tipe ini biasa digunakan untuk aplikasi precise positioning seperti pembangunan jaring titik kontrol, survey deformasi, dan geodinamika. Harga receiver tipe geodetik cukup mahal, mencapai ratusan juta rupiah untuk 1 unitnya.

————————————————————————————————————————————————–

Sinyal dan Bias pada GPS

GPS memancarkan dua sinyal yaitu frekuensi L1 (1575.42 MHz) dan L2 (1227.60 MHz). Sinyal L1 dimodulasikan dengan dua sinyal pseudo-random yaitu kode P (Protected) dan kode C/A (coarse/aquisition). Sinyal L2 hanya membawa kode P. Setiap satelit mentransmisikan kode yang unik sehingga penerima (receiver GPS) dapat mengidentifikasi sinyal dari setiap satelit. Pada saat fitur ”Anti-Spoofing” diaktifkan, maka kode P akan dienkripsi dan selanjutnya dikenal sebagai kode P(Y) atau kode Y.

Ketika sinyal melalui lapisan atmosfer, maka sinyal tersebut akan terganggu oleh konten dari atmosfer tersebut. Besarnya gangguan di sebut bias. Bias sinyal yang ada utamanya terdiri dari 2 macam yaitu bias ionosfer dan bias troposfer. Bias ini harus diperhitungkan (dimodelkan atau diestimasi atau melakukan teknik differencing untuk metode diferensial dengan jarak baseline yang tidak terlalu panjang) untuk mendapatkan solusi akhir koordinat dengan ketelitian yang baik. Apabila bias diabaikan maka dapat memberikan kesalahan posisi sampai dengan orde meter.

————————————————————————————————————————————————–

Error Source pada GPS

Pada sistem GPS terdapat beberapa kesalahan komponen sistem yang akan mempengaruhi ketelitian hasil posisi yang diperoleh. Kesalahan-kesalahan tersebut contohnya kesalahan orbit satelit, kesalahan jam satelit, kesalahan jam receiver, kesalahan pusat fase antena, dan multipath. Hal-hal lainnya juga ada yang mengiringi kesalahan sistem seperti efek imaging, dan noise. Kesalahan ini dapat dieliminir salah satunya dengan menggunakan teknik differencing data.

————————————————————————————————————————————————-

Metoda penentuan posisi dengan GPS

Metoda penentuan posisi dengan GPS pertama-tama terbagi dua, yaitu metoda absolut, dan metoda diferensial. Masing-masing metoda kemudian dapat dilakukan dengan cara real time dan atau post-processing. Apabila obyek yang ditentukan posisinya diam maka metodenya disebut Statik. Sebaliknya apabila obyek yang ditentukan posisinya bergerak, maka metodenya disebut kinematik. Selanjutnya lebih detail lagi kita akan menemukan metoda-metoda seperti SPP, DGPS, RTK, Survei GPS, Rapid statik, pseudo kinematik, dan stop and go, serta masih ada beberapa metode lainnya.

————————————————————————————————————————————————–

Ketelitian Posisi yang diperoleh dari Sistem GPS

Untuk aplikasi sipil, GPS memberikan nilai ketelitian posisi dalam spektrum yang cukup luas, mulai dari meter sampai dengan milimeter. Sebelum mei 2000 (SA on) ketelitian posisi GPS metode absolut dengan data psedorange mencapai 30 - 100 meter. Kemudian setelah SA off ketelitian membaik menjadi 3 - 6 meter. Sementara itu Teknik DGPS memberikan ketelitian 1-2 meter, dan teknik RTK memberikan ketelitian 1-5 sentimeter. Untuk posisi dengan ketelitian milimeter diberikan oleh teknik survai GPS dengan peralatan GPS tipe geodetik dual frekuensi dan strategi pengolahan data tertentu.

————————————————————————————————————————————————-

Aplikasi-aplikasi Teknologi GPS

GPS (Global Positioning System) adalah sistem satelit navigasi yang paling populer dan paling banyak diaplikasikan di dunia pada saat ini, baik di darat, laut, udara, maupun angkasa. Disamping aplikasi-aplikasi militer, bidang-bidang aplikasi GPS yang cukup marak saat ini antara lain meliputi survai pemetaan, geodinamika, geodesi, geologi, geofisik, transportasi dan navigasi, pemantauan deformasi, pertanian, kehutanan, dan bahkan juga bidang olahraga dan rekreasi. Di Indonesia sendiri penggunaan GPS sudah dimulai sejak beberapa tahun yang lalu dan terus berkembang sampai saat ini baik dalam volume maupun jenis aplikasinya

http://geodesy.gd.itb.ac.id baca selanjutnya »»

Geodesi Satelit

Geodesi Satelit dapat didefinisikan sebagai sub dari bidang ilmu geodesi yang menggunakan bantuan satelit (alam ataupun buatan manusia) untuk menyelesaikan problem-problem geodesi. Menurut Seeber (1993) Geodesi Satelit meliputi teknik-teknik pengamatan dan perhitungan yang digunakan untuk memecahkan problem-problem geodesi dengan menggunakan pengukuran-pengukuran yang teliti ke, dari, dan antara satelit buatan yang umumnya dekat dengan permukaan bumi. Geodesi satelit memiliki banyak aspek-aspek keilmuan, yang secara umum diantaranya meliputi teori orbit, sinyal dan propagasi, dinamika satelit, sistem waktu, sistem koordinat, dan lain-lain.



Perkembangan bidang Geodesi Satelit

Perkembangan bidang geodesi satelit dimulai semenjak diluncurkannya satelit-satelit buatan manusia ke luar angkasa. Satelit buatan manusia yang pertama diluncurkan untuk mengorbit Bumi adalah SPUTNIK 1, yang diluncurkan pada tanggal 4 Oktober 1957 oleh Uni Soviet, dan bertahan hidup sampai awal 1958. SPUTNIK 2, diluncurkan pada tanggal 3 November 1957. Setelah itu pada tanggal 31 Januari 1958, Amerika Serikat meluncurkan satelitnya yang pertama yaitu EXPLORER 1. Dari kacamata geodesi, kontribusi yang signifikan dari sistem satelit dimulai dengan satelit VANGUARD 1 yang diluncurkan oleh Amerika Serikat pada Maret 1958 [Smith, 1997]. Perlu dicatat di sini bahwa satelit geodetik yang sebenarnya adalah satelit ANNA-1B, yang diluncurkan pada tahun 1962 oleh Amerika Serikat. Satelit ini dilengkapi dengan kamera geodetik, pengukur jarak elektronik, serta Doppler. Proyek satelit ANNA ini punya kontribusi ilmiah yang besar dalam pengembangan sistem SLR (Satellite Laser Ranging) selanjutnya. Sampai dengan 19 Januari 2000, jumlah satelit buatan manusia yang telah diluncurkan men-gorbit Bumi adalah 5159 satelit, dimana 2647 masih aktif pada waktu tersebut [ANA,2000].

SISTEM GEODESI SATELIT YANG ADA SAMPAI SAAT INI

Sistem geodesi satelit tertua adalah sistem astronomi geodesi yang berbasiskan pada pengamatan bintang, dan sampai saat ini masih digunakan meskipun terbatas pada aplikasi-aplikasi tertentu saja. Sebagai contoh metode ini telah digunakan sejak 1884 untuk penentuan lintang secara teliti di Potsdam. Disamping itu metode astronomi geodesi ini juga sudah berkontribusi dalam pengamatan pergerakan kutub (polar motion) sejak tahun 1890 (FGS, 1998).

Teknik fotografi satelit merupakan teknik geodesi satelit (buatan) tertua. Metode fotografi satelit ini berbasiskan pada pengukuran arah ke satelit, yaitu dengan pemotretan satelit berlatar bintang-bintang yang telah diketahui koordinatnya. Dengan menggunakan jaringan kamera Baker-Nunn, metode ini telah dimanfaatkan untuk menjejak satelit-satelit buatan generasi awal seperti Sputnik-1 dan 2, Vanguard-1, dan GEOS-1 pada era 1957 sampai awal 1960-an; dan telah berhasil mengestimasi penggepengan serta bentuk “pear-shape” 7 dari Bumi.

Metode LLR (Lunar Laser Ranging) yang berbasiskan pada pengukuran jarak ke Bulan dengan menggunakan sinar laser, mulai berkembang sejak tahun 1969, yaitu sejak ditempatkannya sekelompok reflektor laser di permukaan Bulan oleh misi Apollo 11. Metode yang prinsipnya sama dengan metode SLR (Satellite Laser Ranging) ini, masih digunakan sampai saat ini. Sedangkan metode VLBI (Very Long Baseline Interferometry) yang berbasiskan pada pengamatan gelombang radio yang dipancarkan oleh kuasar pada dua lokasi pengamatan yang berjarak jauh, mulai umum digunakan sejak tahun 1965 dan sampai saat sekarang ini masih dimanfaatkan untuk aplikasi-aplikasi geodetik berketelitian tinggi.

Sistem satelit altimetri yang berbasiskan pada pengukuran jarak muka laut dari satelit dengan menggunakan gelombang radar mulai berkembang pada tahun 1973, dengan diluncurkannya satelit Skylab yang merupakan satelit pertama yang membawa sensor radar altimeter. Sistem satelit altimetri ini terus dimanfaatkan sampai saat ini dengan menggunakan misi-misi satelit terbaru seperti Topex/Poseidon dan Jason, terutama untuk mempelajari karakteristik dan dinamika lautan dan interaksinya dengan fenomena-fenomena atmosfir.

Dalam konteks sistem satelit navigasi, sistem TRANSIT (Doppler) adalah sistem satelit navigasi yang pertama dibangun. Sistem ini didesain pada tahun 1958, dan dinyatakan operasional pada tahun 1964 (untuk pihak militer) dan 1967 (untuk pihak sipil). Pada saat ini sistem satelit ini praktis sudah tidak digunakan lagi, tergantikan oleh sistem-sistem GPS dan GLONASS [Abidin, 2000]. Kalau diringkaskan maka sistem-sistem yang masih banyak dimanfaatkan dalam bidang geodesi satelit saat ini adalah sistem-sistem SLR, LLR, VLBI, satelit altimetri dan satelit navigasi GPS dan GLONASS, InSAR, Satelit Gravimetrik (GOCE, GRACE) dan nanti akan muncul Sateli Galileo.

Beberapa Contoh Aplikasi dari Sistem Geodesi Satelit

Pemanfaatan sistem pengamatan geodesi satelit pada saat ini sangat luas spektrumnya. Spektrum aplikasinya mencakup skala lokal sampai global, dari masalah-masalah teoritis sampai aplikatif, dan juga mencakup matra darat,laut, udara, dan luar angkasa. Contoh beberapa aplikasi geodesi satelit diantaranya untuk bidang aplikasi geodesi global (penentuan parameter-parameter orientasi Bumi,penentuan model dari Bumi, termasuk dimensi dari ellipsoid referensi nya,penentuan model medan gaya berat Bumi, termasuk geoid globalnya,studi-studi geodinamika,pengadaan kerangka referensi global, dan Unifikasi datum-datum geodesi (termasuk datum regional, datum nasional, dan datum lokal)), studi geodinamika (pengadaan jaringan pemantau untuk mempelajari pergerakan lempeng (plate/crustal motions) ataupun sistem sesar (fault system),penentuan parameter-parameter pergerakan kutub (polar motion) dan rotasi bumi (earth rotation), dan penentuan parameter-parameter dari pasang surut bumi), penentuan titik kontrol geodesi (pengadaan kerangka dasar titik-titik kontrol (nasional maupun lokal),pembangunan jaringan titik kontrol 3-D yang homogen,analisa dan peningkatan kualitas dari kerangka titik kontrol terestris yang ada,pengkoneksian kerangka geodetik antar pulau, dan densifikasi dan ekstensifikasi dari jaringan titik kontrol), navigasi dan geodesi kelautan (navigasi dan penjejakan (tracking), baik untuk wahana darat, laut, udara, maupun angkasa,penentuan posisi untuk keperluan survei pemetaan laut (hidrografi, oseanografi, geologi kelautan, geofisika kelautan, eksplorasi, eksploitasi,pengkoneksian antar stasion pasut (unifikasi datum tinggi),penentuan SST (Sea Surface Topography), dan penentuan pola arus dan gelombang). baca selanjutnya »»