BAB I PENDAHULUAN
A.
Deskripsi Sistim Navigasi merupakan peralatan yang sangat penting dalam perangkat tambahan dalam mobil di era sekarang ini berfungsi untuk memudahkan pengendara dalam melakukan berpergian tanpa takut untuk tersesat di jalan. Sistim navigasi terdiri dari navigasi darat dan navigasi satelit. Navigasi darat adalah penentuan posisi dan arah perjalanan baik di medan sebenarnya ataupun di peta yang pengunaanya di darat.Navigasi Satelit adalah penentu arah berdasarkan
koordinat posisi obyek yang diolah datanya
beberapa satelit diukur terhadap titik obyek relatip yang sudah diketahui sehingga dapat ditentukan besarnya latitude, longitude. B.
Prasyarat Untuk mempelajari modul ini, peserta pelatihan disyaratkan menguasai dahulu modul. • 024.DKK.05. Menerapkan prosedur keselamatan, kesehatan lingkungan kerja • 024.DKK.04. Mengiterpretasikan gambar teknik • 024.DKK.07. Menggunakan alat-alat ukur (measuring tools)
C.
Petunjuk Penggunaan Modul 1.
Penjelasan Bagi Siswa
Dengan mempelajari modul tentang sistem navigasi , diharapkan peserta pelatihan dapat:
2.
a.
Mengetahui jenis-jenis navigasi.
b.
Mengetahui konstruksi dan bagian-bagian sistem navigasi.
c.
Mengetahui cara/metoda sistem operasi navigasi.
d.
Menggunakan GPS.
e.
Memelihara/memperbaiki sistem navigasi.
Peran Guru a. Membantu siswa dalam kegiatan pemelajaran. b. Membantu siswa dalam memahami konsep pemelajaran. 1
c. Membimbing siswa melalui tugas-tugas yang dijelaskan dalam tahap pembelajaran. d. Membantu siswa untuk menentukan dan mengakses sumber tambahan lain yang diperlukan dalam belajar. e. Mengorganisasikan kegiatan pemelajaran kelompok jika perlu. f. Merencanakan seorang ahli dari dunia industri/dunia usaha untuk membantu jika diperlukan. g. Melaksanakan penilaian. h. Mencatat pencapaian kemajuan siswa. D.
Tujuan Akhir Pemelajaran Tujuan akhir menyelesaikan modul ini, diharapkan peserta pelatihan dapat menerangkan fungsi, konstruksi, cara/metoda pengukuran, serta dapat menggunakan sistem navigasi tersebut sekaligus dapat memeliharanya.
E.
Kompetensi Unit Kompetensi Kode
Kompetensi Sistim navigasi
: Memperbaiki sistim navigasi : 024.KK.15 Materi Pokok Pemelajaran Pengetahuan Sikap Keterampilan • Memahami • Membaca keterangan peta. yang ada pada peta. • Memahami • Membaca prinsip kerja kompas kompas. • Memahami • Membaca prinsip kerja altimeter. altimeter • Memahami • Mengindetifkas konsfigurasi i konfigurasi GPS. GPS • Memahami • Mengidentifikas Kontruksi i konstruksi GPS GPS • Memahami fungsi GPS
• Membaca peta
Lingkup Belajar • Ruang lingkup peta.
• Membaca kompas
• Prinsip kerja kompas
• Mengetahui prinsip kerja altimeter. • Mengetahui konfigurasi GPS • Mengetahui kontroksi GPS
• Prinsip kerja altimeter
• Mengetahui prinsip kerja GPS. • Mengistal soft ware GPS
• Fungsi GPS • Mengistal soft ware GPS
• Mengistal soft ware GPS
• Mengetahui pinsip kerja GPS track • Mengistal GPS track
• Prinsip kerja GPS track
• Memahami prinsip kerja GPS track • Mengistal GPS track
Kriteria Kinerja
• Konsfigurasi GPS • Konstruksi GPS
• Mengistal GPS track
• Cermat dan teliti dalam mengistal soft ware GPS
• Mengistal soft ware GPS
• Cermat dan teliti dalam mengista GPS track
• Mengistal GPS track
2
F.
Cek Kemampuan Sebelum anda mempelajari modul ini, kerjakanlah atau isilah pada lembar cek kemampuan (placement test/pretest). Soal ini memerlukan jawaban berkaitan dengan sasaran kompetensi yang ingin dicapai dalam modul ini. Jawablah pertanyaan-pertanyaan di bawah ini:
No 1
Jawaban Ya Tidak
Pertanyaan Keterangan
apa
yang
di
harus
Bila Jawaban “Ya” Kerjakan
sajakah perhatikan
dalam
membaca
peta,membaca kompas dan membaca
Soal tes formatif 1
altimeter?
(kegiatan belajar 1). 2
Jelaskan
jenis-jenis
konsfigurasi GPS? (kegiatan
Soal tes formatif 2
belajar 2) 3
Bagaimana cara melakukan pemindahan software GPS dari
papago
ke
amigo?
Soal tes formatif 3
(kegiatan belajar 3) 4
Bagaimana
mengistalasi
GPS track? (kegiatan be lajar
Soal tes formatif 4
4)
Apabila peserta diklat tidak dapat menjawab. Pelajari modul ini.
3
BAB. II PEMELAJARAN A. Rencana Belajar Peserta Diklat Oleh karena kegiatan belajar pada modul ini harus dilakukan secara berurutan maka kartu kegiatan belajar dibawah ini akan dapat membantu ketercapaian tujuan yang diharapkan dari modul ini. Kartu kegiatan ini harus diisi oleh siswa setelah menyelesaikan kegiatan yang diikutinya dan disyahkan oleh Guru/Instruktur yang membimbing. Jenis Kegiatan
Tgl
Waktu
Tempat Belajar
Alasan Perubahan
Paraf Guru
1. Membaca peta 2. Membaca kompas 3. Membaca altimeter 4. Mengindetifkasi konfigurasi GPS 5. Mengidentifikasi konstruksi GPS 6. Memahami fungsi GPS 7. Mengistal soft ware GPS 8. Mengetahui pinsip kerja GPS track 9. Mengistal GPS track
B. Kegiatan Belajar Kegiatan Belajar 1. Membaca navigasi darat a. Tujuan kegiatan belajar §
Peserta Diklat dapat menjelaskan keterangan yang tertulis dan membaca peta.
§
Peserta diklat dapat menjelaskan bagian-bagian kompas dan cara pembacaanya.
§
Peserta diklat dapat membaca altimeter.
b. Uraian Materi
4
1.
PETA Peta adalah penggambaran dua dimensi (pada bidang datar) dari sebagian atau seluruh permukaan bumi yang dilihat tegak lurus dari atas yang diperkecil dengan perbandingan tertentu. Peta tofografi pada umumnya di buat akan membantu untuk mengetahui secara detail daerah-daerah permukaan bumi yang terpetakan tersebut. Keterangan-keterangan yang ada pada peta adalah: a. Judul peta Judul peta menunjukan suatu daerah yang terpetakan atau menyatakan lokasi yang ditunjukan oleh peta. Umumnya dituliskan nama daerah yang paling menonjol. Lokasi yang berbeda akan mempunyai judul yang berbeda. Judul peta ada pada bagian tengah atas peta. b. Keterangan pembuatan peta Yaitu informasi tentang peta tersebut, seperti tahun pembuatan, nama instansi yang membuat, sistem proyeksi yang digunakan, untuk keperluan apa peta tersebut dibuat, dan sebagainya. Contoh : peta yang dikeluarkan oleh Direktorat Geologi, Dinas Tofografi Belanda, US Army Map Service, Bakosurtanal, dan sebagainya. c. Nomor peta Yaitu menjelaskan nomor registrasi peta. Dicantumkan di sisi kanan atas dengan dua cara penulisan, yang mana angka latin untuk menyatakan nomor kolom dan angka romawi untuk menyatakan nomor baris. Ex; 48/XL1-D d. Lembar derajat Yaitu penjelasan nomor-nomor peta lain yang tergambar di sekitar peta yang digunakan untuk memudahkan kita jika ingin mendapatkan gambaran yang lebih luas mengenai suatu daerah dengan menggabunggabungkan bagian-bagian lain peta tersebut. Dalam lembar derajat juga tercantum nomor-nomor peta yang ada disekeliling peta tersebut. Lembar derajat berada di sisi kiri bawah. e. Koordinat peta Koordinat adalah kedudukan suatu titik pada peta, atau kedudukan titik pada suatu bidang atau terhadap dua garis bilangan sistem koordinat 5
pada peta. Sistem koordinat ditentukan dengan menggunakan sistem garis sumbu yaitu garis-garis yang saling berpotongan tegak lurus. Sistem koordinat yang resmi dipakai ada dua macam yaitu : 1. Koordinat geografis (geografical coordinate) Sumbu yang digunakan adalah garis bujur (bujur barat dan bujur timur) yang tegak lurus terhadap garis khatulistiwa. Koordinat geografis dinyatakan dalam derajat, menit dan detik. 2. Koordinat Grid (grid coordinate atau UTM) Dalam koordinat grid, kedudukan suatu titik dinyatakan dalam ukuran jarak terhadap suatu titik acuan. Untuk wilayah Indonesia, titik acuan wilayah nol ini ada disebelah barat Jakarta (600 LU, 980 BT). Garis vertikal diberi nomor urut dari barat ketimur. Sistem koodinat mengenal penomoran dengan 4 angka atau 6 angka. Untuk daerah yang luas dipakai penomoran 4 angka, sedangkan untuk daerah yang lebih sempit menggunakan penomoran 6 angka. f.
Garis Kontur Kontur
adalah
garis
khayal
yang
menghubungkan
titik-titik
berketinggian sama dari muka laut, berbelok-belok mengikuti ketinggian yang sama dan tertutup. Garis kontur di gunakan untuk : 1. Untuk mengetahui tinggi letak suatu tempat dari permukaan laut. 2. Untuk mengetahui bentuk dilapangan yang sebenarnya. Oleh karena itu garis kontur ini dinamakan juga garis sama tinggi. Sifat-sifat garis kontur serta pemakaiannya lebih lanjut akan diuraikan kemudian. g. Skala Peta Skala peta adalah perbandingan antara jarak pada peta dengan jarak horizontal sebenarnya dilapangan. Skala peta :
Jarak di peta
Jarak dilapangan
Sifat skala : 1. Makin kecil angka di belakang tanda bagi (:), makin besar skala itu. 2. Makin besar angka di belakang tanda bagi (:), makin kecil skala itu. 6
Cara menyatakan skala : 1. Dengan perkataan : Satu senti meter berbanding setengah kilometer. 2. Dengan pecahan : 1 : 50.000 atau 1/50.000, berarti satu senti meter pada peta sama dengan 50.000 cm (500 m 0,5 km) pada jarak sesungguhnya. 3. Dengan skala garis atau gambar : Berarti tiap bagian sepanjang blok garis pada peta tersebut mewakili jarak 1 km jarak horizontal di medan sebenarnya atau jarak sesungguhnya. h. Tahun Peta Peta topografi juga memuat keterangan tentang tahun pembuatan peta tersebut. Semakin baru tahun pembuatannya, maka data yang disajikan semakin akuarat. i.
Arah Peta Yang perlu diperhatikan dalam pembacaan peta
adalah arah utara
peta. Cara yang paling mudah ialah dengan memperhatikan arah hurufhuruf tulisan tegak yang ada di peta. Pada bagian bawah biasanyajuga penunjuk arah Utara peta, Utara sebenarnya, dan Utara magnetik. Utara sebenarnya adalah arah yang menunjukkan Kutub Utara bumi. Utara magnetik adalah arah utara yang menunjukkan Kutub Utara magnetik bumi. Kutub Utara magnetik bumi letaknya tidak bertepatan dengan Kutub Utara bumi, kira-kira berada di sebelah Utara Kanada, di Jazirah Boothia, karena pengaruh rotasi bumi letak kutub utara magnetik bumi bergeser dari tahun ketahun. Utara magnetik ini adalah arah utara yang ditunjukkan oleh jarum magnetik kompas. Untuk keperluan praktis, utara peta, utara sebenarnya dan utara magnetik dapat dianggap sama. Untuk kepeluan-keperluan yang lebih menuntut ketelitian perlu mempertimbangkan adanya ikhtilap peta, ikhtilap magnetik, ikhtilap peta magnetik dan variasi magnetik. 1. Ikhtilap peta, adalah beda sudut antara utara sebenrnya dengan utara tetap. Beda sudut ini terjadi karena kerataan jarak pararel garis bujur peta bumi menjadi garis koordinat vertikal pada peta. 7
2. Ikhtilap magnetik, adalah beda sudut antara utara sebenarnya dengan utara magnetik. 3. Ikhtilap petamagnetik, adalah beda sudut antara utara peta dengan utara magnetik bumi. 4. Variasi magnetik bumi, adalah perubahan atau pergeseran letak kutub magnetik bumi pertahun. g.
Membaca peta Sifat-sifat garis kontur 1.
Garis kontur dengan ketinggian yang lebih rendah mengelilingi garis kontur yang lebih tinggi, kecuali bila disebut secara khusus untuk halhal tertentu seperti kawah.
2.
Garis kontur tidak akan pernah berpotongan
3.
Beda ketinggian antara dua garis kontur adalah tetap, walaupun kerapatan dua garis kontur tersebut berubah-ubah.
4.
Daerah datar mpunyai kontur yang jarang-jarang, sedangkan daerah terjal atau curam mempunyai garis kontur yang rapat.
5.
Garis kontur tidak akan pernah bercabang.
6.
Punggung gunung atau bukit terlihat di peta sebagai rangkaian garis kontur yang berbentuk huruf “U” yang ujung melengkungnya menjauhi puncak.
7.
Lembah terlihat di peta sebagai rangkaian garis kontur yang berbentuk huruf “V” yang ujungnya tajam dan menjorok ke arah puncak.
8.
Garis kontur berbentuk kurva tertutup.
9.
Garis ketinggian pembantu, menyatakan ketinggian antara (tengahtengah) antara dua garis yang berurutan.
10. Ketinggian Tempat Untuk menentukan suatu ketinggian pada peta, yaitu dengan cara melihat interval kontur pada peta dan lalu hitung ketinggian tempat yang ingin diketahui. Memang ada perkiraan umum yaitu : interval kontur = 1/200 skala peta. Tetapi perkiraan ini biasanya tidak selalu benar. Beberapa peta topografi keluaran Direktorat Geologi Bandung aslinya berskala 1 : 50.000 (interval kontur 25 m), tetapi kemudian diperbesar menjadi berskala 25.000 dengan kontur interval yang tetap 25 m. 8
Peta yang dikeluarkan oleh Direktorat Geologi Bandung tidak seragam ketentuan garis konturnya. Dari informasi tersebut di atas dapat disimpulkan bahwa tidak ada ketentuan khusus dan seragam untuk menentukan garis kontur tebal. Bila ketinggian garis kontur tidak dicantumkan, maka untuk mengetahui ketinggian suatu tempat dihitung dengan cara sebagai berikut : a. Cari dus titik yang berdekatan yang harga ketinggiannya diketahui (tercantum). b. Hitung selisih ketinggian antara kedua titik tersebut hitung berapa kontur yang terdapat diantara keduanya (jangan menghitung garis kontur yang sama harganya bila kedua titik terpisah oleh lembah). c. Dengan mengetahui selisih ketinggian
dua titik tersebut dan
mengetahui juga jumlah kontur yang terdapat, dapat dihitung berapa interval konturnya (harus merupakan bilangan bulat). d. Lihat kontur terdekat dengan salah satu titik ketinggian. Bila kontur terdekat itu berada diatas titik maka harga kontur itu lebih besar dari titik ketinggian itu. Bila kontur berada dibawah maka harganya lebih kecil. Hitung harga kontur terdekat itu yang harus merupakan kelipatan dari harga interval kontur yang telah diketahui dari point (c). Lakukanlah perhitungan diatas sampai merasa yakin harga yang didapat untuk setiap kontur benar, cantumkan harga beberapa kontur pada peta anda (kontur 1000, 1.250, 1,500 dan seterusnya) agar mudah mengingatnya. 11.
Titik Triangulasi Selain dari garis-garis kontur, kita juga dapat mengetahui tingginya suatu tempat dengan pertolongan titik ketinggian. Titik ketinggian ini biasanya disebut juga titik triangulasi. Titik triangulasi adalah suatu titik atau benda yang merupakan pilar atau tonggak yang menyatakan tinggi mutlak suatu tempat dari permukaan laut. Titik triangulasi digunakan oleh jawatan-jawatan atau topografi untuk menentukan suatu ketinggian tempat dalam pengukuran ilmu pasti pada waktu pembuatan peta. Macam titik triangulasi : 9
a. Primer
: P. 14
3120 b. Sekunder
: S. 75
1750 c. Tertier
: T. 16
975 d. Quartier : Q. 20 350 e. Antara : TP. 23 670 Dibilang diatas tanda strip menyatakan nomor registrasi dari kadaster, dan bilangan di bawah strip adalah tinggi mutlak dari permukaan laut. 12.Mengenal Tanda Medan Disamping tanda pengenal yang terdapat di legenda peta topografi, kita bisa menggunakan bentuk-bentuk atau bentang alam yang menyolok di lapangan, dan mudah dikenali di peta, yang akan kita sebut dengan: “tanda medan”. Beberapa tanda medan yang dapat kita “baca” dari peta sebelum anda berangkat ke lokasi, tetapi kemudian harus anda cari di lokasi. Beberapa tanda medan yang dapat diperhatikan: 1. Puncak gunung atau bukit, punggung gunung, lembah antara dua puncak, dan bentuk-bentuk tonjolan lain yang menyolok. 2. Lembah yang curam, sungai, pertemuan anak sungai, kelokan sungai, tebing-tebing sungai. 3. Belokan-belokan jalan, jembatan (perpotongan antara sungai dengan jalan), ujung desa, persimpanga-persimpangan jalan. 4. Bila berada di pantai, muara sungai dapat menjadi tanda medan yang sangat jelas, begitu juga tanjung yang menjorok ke laut, telukteluk yang menyolok, pulau-pulau kecil, delta, dsb. 5. Pada daerah dataran atau rawa-rawa biasanya sukar menentukan tonjolan permukaan bumi atau bukit-bukit yang dapat dimanfaatkan
10
sebagai tanda medan. Pergunakanlah belokan-belokan sungai, muara-muara sungai kecil. 6. Dalam penyusuran di sungai, kelokan tajam, cabang sungai, tebingtebing. delta. dsb, dapat dijadikan sebagai tanda. Pengertian tanda medan ini mutlak perlu dikuasai, sebab akan berguna sekali, dan akan digunakan pada uraian selanjutnya mengenai penggunaan “teknik peta dan kompas”. 2.
KOMPAS Kompas adalah perangkat navigasi yang berfungsi sebagai petunjuk arah kutub-kutub magnetik bumi. Penggunaan kompas pada bidang mendatar, selalu menunjukkan arah utara-selatan. Arah yang ditunjukkan oleh jarum kompas tersebut adalah arah utara magnetik bumi. Sedangkan arah utara bumi berbeda dengan arah utara magnetik bumi. Jadi arah yang ditunjukkan oleh kompas bukanlah arah utara bumi yang sebenarnya, juga arah utara kompas tidak sama dengan arah utara peta. Tetapi untuk sementara kita anggap utara kompas sama dengan utara peta. 1. Bagian-bagian Kompas Pada umumnya secara fisik kompas terdiri dari tiga bagian yaitu: a. Jarum magnetik, selalu menunjukan arah utara-selatan pada posisi bagaimanapun, dengan syarat kompas tidak dipengaruhi oleh medan magnet lainnya. b. Skala penunjuk atau skala lingkaran mendatar, berfungsi menunjukannya pembagian derajat sistem mata angin. c. Badan kompas atau bagian penyangga, yaitu tempat komponenkomponen lainnya dari kompas berada. 2.
Jenis-jenis Kompas Banyak macam kompas yang dapat dipakai dalam suatu perjalanan.
Tetapi pada umumnya dipakai dua jenis kompas yaitu kompas bidik (misalnya kompas prisma) dan kompas orientering (misalnya kompas silva). Kompas bidik mudah untuk membidik, tetapi dalam membaca di peta perlu dilengkapi dengan busur derajat dang penggaris (segitiga). Kompas silva kurang akurat jika dipakai untuk membidik, tetapi banyak membantu dalam pembacaan dan 11
perhitungan di peta. Kompas yang baik biasanya mempunyai kriteria, diantaranya sebagai berikut: skala ketelitian derajat yang akurat, jarum penunjuk arah yang stabil (biasanya pada bagian badan kompas terdapat cairan yang agak menahan pergerakan jarum kompas sehingga penunjukkan arah lebih cepat dan tepat). Pada ujung jarum biasanya dilapisi fosfor agar dapat terlihat dalam keadaan gelap 3. Menggunakan Kompas Pada pengunaan kompas delapan titik arah mata angin utama dalam kompas yang merupakan pokok penting untuk diketahui lebih dahulu. Delapan arah mata angin tersebut ialah: Utara, Timur, Selatan, Barat, Timur Laut, Tenggara, Barat Daya, Barat Laut. Di samping itu pula masih terdapat beberapa arah mata angin lainnya yang derajatnya lebih kecil dan berada di sela-sela arah mata angin yang utama. Agar lebih jelasnya, dapat diperhatikan gambar arah mata angin di samping ini. Kompas dipakai dengan posisi horizontal sesuai dengan arah garis medan magnetik bumi. Dalam memakai kompas terlebih dahulu jauhkan benda-benda yang terbuat dari logam yang sekiranya dapat mengganggu jarum kompas. Jika kita melakukan perjalanan menurut arah kompas (menggunakan kompas prisma atau lensa) disiang hari, maka tindakan yang akan kita lakukan secara berturut-turut: 1. Buka kompas dan dirikan tutup kompas tegak lurus. 2. Angkat tutup prisma atau lensa ke atas lensa kompas. 3. Masukan ruas pertama ibu jari tangan kanan atau kiri ke dalam cincin ibu jari dan letakkan jari telunjuk menekan badan kompas atau memegangi badan kompas. 4. Bawa prisma atau lensa itu kemuka mata dan lihatlah ke dalam celah bidik. 5. Putar badan atau bidik sampai mendapat arah yang ditentukan. 6. Arah bidik dinyatakan oleh angka-angka yang ditunjukkan oleh garis-garis prisma atau lensa dan garis rambut. 7. Sambil melihat melalui garis carilah suatu titik dan tanda-tanda di medan yang searah 8. Pergilah ke titik yang dipilih, bila telah sampai dititik tanda yang pertama, carilah titik tanda kedua pada arah selanjutnya. 9. Setelah sampai pada tiap-tiap titik tanda, adakan pemeriksaan pada titiktitik tanda yang telah dilalui, supaya jangan tersesat, dengan mengukur 12
back azimuthnya. (sudut kompas semula + atau – 180 derajat) dengan kata lain back azimuth (BA) = sudut kompas ±180 derajat. Beberapa hal yang benar-benar harus diperhatikan dalam menggunakan kompas sebagi berikut: 1. Hilangkan gangguan yang mempengaruhi kerja kompas, terutama yang terbuat dari logam. 2. Mengatur kedudukan kompas agar benar-benar berada dalam posisi datar. 3. Memproyeksikan
tempat
kedudukan
kompas
pada
titik
awal
pemberangkatan. 4. Membidik titik sasaran, yaitu dengan membuat celah pembidik, garis rambut dan obyek garis lintasan berada pada suatu garis lurus. 5. Membaca skala mendatar sudut kompas, yaitu besarnya penyimpangan sudut antar kutub utara mangnet bumi dengan garis lintasan. 3. Sudut Kompas Sudut kompas istilah umumnya adalah azimuth, dihitung searah dengan putaran jarum jam. Beda sudut peta karena acuan sudut kompas tidak dari utara peta tetapi dari utara magnetis yang ditunjukkan oleh jarum kompas. Besarnya sudut kompas ialah besar derajat yang diperoleh dari utara magnetik dengan garis lintasan. 3
ALTIMETER Altimeter merupakan alat pengukur ketinggian yang dapat membantu menentukan posisi kita, pada medan yang tinggi bergunung-gunung atau terjal, dimana kompas tidak banyak berfungsi atau membantu. Altimeter dapat menggantikan fungsi kompas dengan menunjukan angka ketinggian. Beberapa hal yang harus diperhatikan dalam penggunaan altimeter: 1. Setiap altimeter yang akan dipakai harus di-kalibrasi. Periksalah kembali ketelitian altimeter pada titik-titik ketinggian yang pasti. Misalnya pada stasiun kereta api, yang selalu tercantum ketinggiannya dari permukaan laut. 2. Altimeter sangat sensitif terhadap guncangan, cuaca dan perubahan temperatur. Sehingga dalam membawa altimeter harus hati-hati, sertakan pula termometer, busur derajat dan sebagainya sebagai alat pembantu. 13
Penggunaan altimeter untuk mengetahui posisi kita di peta dengan menggunakan satu titik identifikasi, ialah dengan cara: 1. Kalau kita ada di jalan setapak, di pinggir sungai yang tertera pada peta atau berada di pinggir tebing atau patahan, maka perpotongan antara garis yang ditarik dari titik identifikasi dari jalan setapak, atau sungai, atau pinggir tebing, adalah kedudukan atau posisi kita. 2. Dengan
menggunakan
altimeter,
yaitu
dengan
mengukur
posisi
ketinggian kita. Tariklah garis dari satu titik identifikasi yang kita kenali. Perpotongan antara garis yang ditarik dari titik identifikasi dengan garis kontur yang sesuai dengan posisi ketinggian di peta adalah posisi kita. 4
Tes Formatif 1. Apakah fungsi lembar derajat pada peta? 2. Apakah yang di maksut Koordinat geografis? 3. Apakah yang di maksut Garis Kontur? 4. Jelaskan langkah kerja pengunaan kompas! 5. Jelaskan langkah kerja yang harus di lakukan untuk mempertahankan tingkat presisi dari altimeter!
5
Kunci Jawaban
1. Lembar derajat yaitu penjelasan nomor-nomor peta lain yang tergambar di sekitar peta yang digunakan untuk memudahkan kita jika ingin mendapatkan gambaran yang lebih luas mengenai suatu daerah dengan menggabung-gabungkan bagian-bagian lain peta tersebut. 2. Koordinat geografis (geografical coordinate) adalah sumbu yang digunakan garis bujur (bujur barat dan bujur timur) yang tegak lurus terhadap garis khatulistiwa. Koordinat geografis dinyatakan dalam derajat, menit dan detik. 3. Garis Kontur adalah garis khayal yang menghubungkan titik-titik ketinggian sama dari permukaan laut, berbelok-belok mengikuti ketinggian yang sama dan tertutup. 4. Langkah kerja mengunakan kompas adalah sebagai berikut; 14
a. Buka kompas dan dirikan tutup kompas tegak lurus. b. Angkat tutup prisma atau lensa ke atas lensa kompas. c. Masukan ruas pertama ibu jari tangan kanan atau kiri ke dalam cincin ibu jari dan letakkan jari telunjuk menekan badan kompas atau memegangi badan kompas. d. Bawa prisma atau lensa itu kemuka mata dan lihatlah ke dalam celah bidik. e. Putar badan atau bidik sampai mendapat arah yang ditentukan. f.
Arah bidik dinyatakan oleh angka-angka yang ditunjukkan oleh garisgaris prisma atau lensa dan garis rambut.
g. Sambil melihat melalui garis carilah suatu titik dan tanda-tanda di medan yang searah h. Pergilah ke titik yang dipilih, bila telah sampai dititik tanda yang pertama, carilah titik tanda kedua pada arah selanjutnya. 5. Beberapa hal yang harus diperhatikan menjaga tingkat presisi dari altimeter adalah: a. Setiap altimeter yang akan dipakai harus di-kalibrasi. Periksalah kembali ketelitian altimeter pada titik-titik ketinggian yang pasti. Misalnya pada stasiun kereta api,
yang selalu tercantum
ketinggiannya dari permukaan laut. b. Altimeter sangat sensitif terhadap guncangan, cuaca dan perubahan temperatur. Sehingga dalam membawa altimeter harus hati-hati, sertakan pula termometer, busur derajat dan sebagainya sebagai alat pembantu. Kegiatan Belajar 2. Membaca navigasi satelit a. Tujuan kegiatan belajar §
Peserta diklat dapat mengindetifkasi konfigurasi GPS.
§
Peserta diklat dapat mengidentifikasi konstruksi GPS.
§
Peserta diklat dapat memahami fungsi GPS.
b. Uraian Materi 15
1. Pengantar dan Sejarah Perkembangan GPS GPS (Global Positioning System) adalah sistem navigasi radio berbasis satelit yang dikembangkan dan dioperasikan oleh departemen pertahanan Amerika. GPS memungkinkan pengguna mengetahui posisi dan kecepatan pergerakan mereka secara 3 dimensi, baik di darat, laut maupun udara -selama 24 jam penuh dalam kondisi cuaca seperti apapun. Syaratnya satu, perangkat mereka terkoneksi dengan setidaknya 3 satelit GPS dengan baik. Pada prinsipnya, seluruh posisi di bumi dapat dipantau dan diketahui koordinatnya dengan menggunakan GPS. Akurasi GPS juga termasuk sangat baik bila dibandingkan sistem navigasi radio lainnya. GPS merupakan kependekan dari NAVTAR GPS, yaitu NAVigation Sistim Time Ranging Global Positioning System. GPS berguna untuk menentukan koordinat posisi obyek berdasarkan olah data beberapa satelit diukur terhadap titik obyek yang relatip sudah diketahui sehingga dapat ditentukan besarnya permukaan laut.
latitude, longitude dan ketinggian dari
Dalam perkembangannya GPS sekarang inii
merupakan gambaran sempurna gabungan antara teknik pengukuran, teknik telekomunikasi dan teknik informatika.
Pengukuran jarak
didasarkan pada teknik pengukuran refleksi gelombang ranah waktu atau Time Domain Reflectometry (TDR). TDR banyak digunakan untuk pengukuran dalam menentukan letak kerusakan kabel transmisi frekuensi tinggi berdasarkan refleksi gelombang. Pada TDR refleksi gelombang, terjadi karena penghantar yang terhubung singkat atau terbuka. Jarak kerusakan dihitung sama dengan perkalian perjalanan gelombang ketempat kerusakan kabel dengan kecepatan rambat gelombang. Sedang jenis kerusakan penghantar hubung singkat atau terputus dilihat dari bentuk gelombang yang direfleksikan. Sedangkan pada GPS sinyal kembali dikarenakan adanya pemancaran kembali oleh pemancar yang ada di satelit. Jarak dihitung sama dengan perkalian waktu perjalanan gelombang dan
kecepatan rambat gelombang.
Dengan perkembangan teknologi telekomunikasi dan teknik informatika, informasi telah dikembangkan tidak sekedar dipancarkan kembali namun juga diolah dalam data yang baik, sehingga posisi obyek dapat 16
ditampilkan pada layar GPS
lengkap dengan peta yang mudah dibaca.
Teknologi informatika memberi pengaruh pada layanan informasi yang mampu selalu memperbaharui data,
sehingga dapat menampilkan
obyek dalam peta yang berjalan sesuai kecepatan perjalanan obyek. Interface dibuat menarik, navigasi mudah diikuti, informasi lengkap sesuai kebutuhan perjalanan. Oleh karena itu menjadikan GPS sebagai pelengkap yang populair dengan mesin tester sebagai asesoris mobil mewah.
GPS difungsikan sebagai pemandu perjalanan disamping
sebagai alat komunikasi.
Teknologi GPS berkembang di sebabkan karena Matahari dan bintang terkadang
tidak dapat dilihat bila berawan . Selain itu dengan
pengukuran posisi meskipun teliti, posisi tidak dapat ditentukan secara akurat. Setelah perang dunia II, ini muncul di Departemen Pertahanan Amerika yang menemukan solusi dari permasalahan posisi ini dengan akurat dan pasti. Beberapa proyek dan eksperimen dilakukan selama 25 tahun termasuk di dalamnya Transit, Timaton, Loran. Semua proyek ini diarahkan untuk penemuan secara akurat dan fungsi. Semua diawali pada tahu 1970 proyek baru telah mengusulkan GPS. Konsepnya menjanjikan untuk memenuhi semua persyaratan dari pemerintah Amerika, katakanlah bahwa akan mampu menentukan suatu posisi secara akurat pada titik permukaan bumi, kapanpun dalam kondisi 17
bagaimanapun.
GPS merupakan sistim berbasis satelit yang
menggunakan kumpulan dari 24 satelit untuk memberikan pada pemakai posisi yang akurat. Ini penting untuk menetapkan titik secara akurat, pada tentara yang berada di tengah gurun pasir, tingkat akurasi sekitar 15 m. Kapal yang berada di pertahanan pantai, akurat berarti berada sekitar 5m,
sedangkan
untuk pengukur tanah akurat berarti sekitar
kurang dari 1 cm. GPS dapat digunakan untuk untuk pengukuran yang akurat pada semua aplikasi , jenis GPS dibedakan dari teknik penerima yang digunakan dan bekerjanya. GPS asli dirancang untuk keperluan militer digunakan kapan saja dipermukaan bumi. Segera setelah yang asli diajukan dibuat, menjadi jelas , sipil juga dapat menggunakan GPS dan tidak hanya digunakan untuk menentukan posisi personal. Dua pemakai utama yang menggunakan GPS dalam aplikasi sipil yaitu untuk navigasi kapal dan keperluan penelitian. Sekarang aplikasi sudah berkembang sampai navigasi mobil bahkan pada konstruksi mesin otomasi.
Dengan menggunakan GPS dapat digunakan untuk
menetapkan posisi titik pada permukaan bumi, dua hasil dapat ditentukan dimanapun pada permukaan bumi yaitu : Lokasi secara pasti ( garis
bujur,_
garis
lintang_dan_keketinggianan_koordinat)_
secara
akurat_ untuk_cakupan dari 20m sampai mendekati 1mm) (Zogg JeanMarie : 2001:9). Waktu secara akurat (Waktu, koordinat) dalam dari 60 ns sampai 5 ns. Kecepatan dan arah perjalanan dapat diturunkan dari koordinat sebaik waktu. Koordinat dan waktu ditentukan oleh 28 satelit yang mengorbit di bumi.
KONFIGURASI GPS Segmen Angkasa
18
Segmen angkasa terdiri dari kumpulan satelit-satelit yang berada di orbit bumi, sekitar 12.000 mil di atas permukaan bumi dan pada posisi 55 derajat equator. Satelit mengelilingi bumi dengan kecepatan 7000 mil/jam
selama 12 jam dua putaran. Satelit akan
kembali mengawali posisi dalam waktu hampir 24 jam (tepatnya 23 jam 56 menit). Satelit GPS menggunakan sumber daya dengan energi solar. Sebagai sumber energi cadangan digunakan baterai pada papan untuk
dipasang
menjalankan bila matahari terhalang gerhana,
sehingga tidak ada daya solar sebagai pendorong roket kecil pada masing-masing satelit melakukan terbang pada alur yang benar. Kumpulan satelit-satelit ini diatur sedemikian rupa sehingga alat navigasi setiap saat dapat menerima paling sedikit sinyal dari empat buah satelit. Sinyal satelit ini dapat melewati awan, kaca, atau plastik, tetapi tidak dapat melewati gedung atau gunung. Satelit mempunyai jam atom, dan juga akan memancarkan informasi ‘waktu/jam’ ini. Data ini dipancarkan dengan kode ‘pseudo-random’. Masing-masing satelit memiliki kodenya sendiri-sendiri. Nomor kode ini biasanya akan ditampilkan di alat navigasi, maka kita bisa melakukan identifikasi sinyal satelit yang sedang diterima alat tersebut. Data ini berguna bagi alat navigasi untuk mengukur jarak antara alat navigasi dengan satelit, yang akan digunakan untuk mengukur koordinat lokasi. Kekuatan sinyal satelit juga akan membantu alat dalam penghitungan. Kekuatan sinyal ini lebih dipengaruhi oleh lokasi satelit, sebuah alat akan menerima sinyal lebih kuat dari satelit yang berada tepat di atasnya (bayangkan lokasi satelit seperti posisi matahari ketika jam 12 siang) dibandingkan dengan satelit yang berada di garis cakrawala (bayangkan lokasi satelit seperti posisi matahari terbenam/terbit). Ada dua jenis gelombang yang saat ini dipakai untuk alat navigasi berbasis satelit pada umumnya, yang pertama lebih dikenal dengan sebutan L1 pada 1575.42 MHz. Sinyal L1 ini yang akan diterima oleh alat navigasi. Satelit juga mengeluarkan gelombang L2 pada frekuensi 1227.6 Mhz. Gelombang L2 ini digunakan untuk tujuan militer dan bukan untuk umum.
19
Segmen Penguna Satelit akan memancarkan data almanak dan ephemeris yang akan diterima oleh alat navigasi secara teratur. Data almanak berisikan perkiraan lokasi (approximate location) satelit yang dipancarkan terus menerus oleh satelit. Data ephemeris dipancarkan oleh satelit, dan valid untuk sekitar 4-6 jam. Untuk menunjukkan koordinat sebuah titik (dua dimensi), alat navigasi memerlukan paling sedikit sinyal dari 3 buah satelit. Untuk menunjukkan data ketinggian sebuah titik (tiga dimensi), diperlukan tambahan sinyal dari 1 buah satelit lagi. Dari sinyal-sinyal yang dipancarkan oleh kumpulan satelit tersebut, alat navigasi akan melakukan perhitungan-perhitungan, dan hasil akhirnya adalah koordinat posisi alat tersebut. Makin banyak jumlah sinyal satelit yang diterima oleh sebuah alat, akan membuat alat tersebut menghitung koordinat posisinya dengan lebih tepat. Sinyal ditranmisikan oleh satelit untuk mencapai penerima membutuhkan waktu sekitar 67 ms. Karena alat navigasi ini bergantung penuh pada satelit, maka sinyal satelit menjadi sangat penting. Alat navigasi berbasis satelit ini tidak dapat bekerja maksimal ketika ada gangguan pada sinyal satelit,ada banyak hal yang dapat mengurangi kekuatan sinyal satelit antara lain: ,Jika dalam hutan makin lebat hutannya, maka makin berkurang sinyal yang dapat diterima.Jika dalam air(waktu menyelam)sinyal satelit tidak dapat diperoleh ,di sekitar alat-alat elektronik yang dapat mengeluarkan 20
gelombang elektromagnetik,ketika di dalam gedung, berada di antara 2 buah gedung tinggi juga akan menyebabkan efek seperti berada di dalam lembah dapat mengacaukan perhitungan alat navigasi sehingga alat navigasi dapat menunjukkan posisi yang salah atau tidak akurat.
Segmen pengendali Segmen pengendali terdiri dari stasiun master kontrol, bertempat di Colorado dengan lima stasiun pemantau menggunakan clock atomic yang tersebar disekitar belahan bumi di dekat katulistiwa dan 3 stasiun kontrol ground yang mengirimkan informasi ke satelit . Tugas utama dari segemen pengendali adalah : • Mengamati gerakan satelit dan menghitung data orbit (empiris). • Memantau jam satelit dan meprediksi performansinya • Menyerempakkan waktu pada papan satelit • Menyiarkan data orbit akurat yang diterima dari satelit komunkasi • Menyiarkan data orbit pendekatan dari semua satelit. • Menyiarkan lebih jauh lagi informasi yang meliputi Segmen pengendali terdiri dari: 1. kontrol kepala stasiun (MCS), 2. sebuah stasiun kontrol alternatif master, 3. empat antena tanah yang berdedikasi dan 4. enam stasiun monitor khusus Segemen pengendali
juga mengatur distorsi tiruan dari sinyal (SA)
dalam susunan bertingkat, sistim penentu posisi pemakaian sipil. Tigkat ketelitian sistim
dengan sengaja diturunkan untuk alasan politik dan 21
taktik Departemen Pertahanan. Segemen pengendali melacak satelit GPS, memperbaharui posisi, mengkalibrasi dan menyerempakkan clock yang digunakan.
Lebih jauh lagi fungsi penting segmen pengendali
adalah menentukan orbit setiap satelit dan memprediksi jalur untuk diikuti selama 24 jam. Informasi ini di “upload” setiap satelit dan sesudah itu dipancarkan dari sini. Ini memungkinkan GPS menerima untuk diketahui dimana setiap satelit dapat diperoleh. Sinyal satelit dibaca pada Ascension, Diedo Garcia dan Kwajalein. Hasil pengukuran kemudian dikirimkan Master kontrol di Colorado Spring dimana sinyal ini diolah untuk menentukan adanya kesalahan di setiap satelit. Informasi hasil olahan dikirim kembali untuk 4 stasiun monitor untuk melengkapi dengan ground antenna dan diupload untuk satelit. Konstruksi GPS Satelit Kontruksi satelit ditunjukkan pada gambar 12-8. Sedangkan rangkaian GPS dasar ditunjukkan pada gambar 12-9 yang terdiri dari antene, filter frekuensi tinggi, mixer, osilator, filter IF, AGC, Kristal sebagai acuan frekuensi, timing, IF digital dan sinyal prosesor. Masing-masing mempunyai fungsi yang berbeda diuraikan di bawah ini. Filter HF : Lebar sinyal GPS sekitar 2 MHz. Filter HF mengurangi dampak interferensi . HF Stage dan Sinyal prosesor sebenarnya menampilkan
rangkaian
khusus GPS. HF Stage : Menguatkan sinyal GPS untuk selanjutnya dicampur dengan frekuensi dari osilator. Sinyal IF difilter untuk menjaga kestabilan amplitude dan hasil digitalisasi melalui pengatur penguatan amplitude (Amplitude Gain Control / AGC). Filter
IF
:
menggunakan
Frekuensi
menengah
difilter
keluarannya
dengan
lebar band 2 MHz. Sinyal prosesor : Membedakan lebih
dari 16 sinyal satelit yang berhubungan dengan pengkodean pada waktu yang bersamaan.
HF Stage
dan sinyal prosesor secara serentak
disaklar pada sinyal sinkronisasi. Sinyal prosesor ini memiliki basis waktu (time base) sendiri untuk memastikan semua data yang dipancarkan dan direferensikan sebagai sumber data. Sinyal prosesor dapat dioffset oleh kontroler melalui jalur control untuk difungsikan dalam mode operasi yang bervariasi 22
Kontroler : Menggunakan sumber data, mengontrol perhitungan posisi, waktu, kecepatan. Ini mengontrol sinyal prosesor dan relay, harga dihitung dan diperagakan. Informasi penting seperti posisi saat itu dikodekan
dan
disimpan
dalam
RAM.
Algoritma
program
dan
perhitungan disimpan dalam ROM. Keyboard
Dengan menggunakan keyboard pengguna dapat memilih
menggunakan system koordinat atau parameter (angka dari satelt yang melihat) diperagakan. Peraga Posisi hasil perhitungan (longitude, dan ketinggian) harus dapat disediakan untuk pengguna. Ini dapat diperagakan dengan menggunakan seven segmen atau ditunjukkan pada layar diproyeksikan pada peta. Posisi yang telah ditentukan dapat disimpan. Sumber arus Power supply memberikan tegangan yang dibutuhkan.
Cara Kerja GPS Dalam menentukan posisi menggunakan GPS,metoda yang digunakan sesuai dengan tingkat ke akuratan yang dikehendaki pemakai dan jenis penerima GPS . Secara teknik dapat dikelompokkan ke dalam 3 kelas dasar. Sumber-sumber kesalalahan GPS Sebagaimana kita ketahui bahwa GPS adalah salah satu alat ukur yang sangat akurat akan tetapi masih dapat terjadi suatu kesalahan walaupun 23
porsinya kecil,adapun jenis kesalahan itu di sebabkan karena factorfaktor sebagai berikut; a.
Jam penerima
b.
Hambatan lapisan ionosphere dan atmosphere
c.
Multipath
d.
Pelemahan dan ketelitian
KESALAHAN JAM PENERIMA Salah satu sumber kesalahan paling signifikan adalah jam penerima GPS disebabkan karena penerimaan sinyal
nilainya lebih besar
dari kecepatan cahaya, jarak ke penerima GPS dari
satelit sangat
sensitif terhadap kesalahan dalam jam penerima GPS, misalnya kesalahan dari satu mikrodetik (0,000 001 detik ) sesuai dengan kesalahan dari 300 meter (980 kaki). Hal ini menunjukkan bahwa sebuah jam yang sangat akurat dan mahal diperlukan untuk penerima GPS untuk bekerja, namun, produsen lebih memilih untuk membangun penerima GPS murah untuk pasar massal. Dilema ini diatasi dengan mengambil keuntungan dari fakta bahwa ada empat pseudoranges.
Diagram yang menggambarkan satelit 4, bola, p4, r4, dan da Sangat mungkin bahwa permukaan dari tiga bidang berpotongan, karena lingkaran persimpangan dua daerah pertama biasanya cukup besar, sehingga permukaan bola ketiga adalah mungkin untuk memotong lingkaran besar. Hal ini sangat tidak mungkin bahwa permukaan sphere sesuai dengan keempat satelit awalnya akan memotong salah satu dari dua titik persimpangan dari tiga pertama, karena setiap kesalahan jam bisa menyebabkannya kehilangan berpotongan titik. Namun, jarak dari 24
perkiraan yang valid dari penerima GPS posisi ke permukaan sphere sesuai dengan keempat satelit dapat digunakan dalam menghitung koreksi jam. Membiarkan
,
Menunjukkan
diperkirakan
ke
pseudorange
dari
satelit satelit
jarak
dari
keempat,
posisi
dan
penerima
biarkan
keempat. Membiarkan
GPS
menyatakan ,
Yang
merupakan jarak dari posisi penerima GPS dihitung ke permukaan sphere
sesuai
bagi,
dengan
keempat
satelit. Dengan
demikian
hasil
, Memberikan perkiraan bias jam penerima GPS,
b. Sebuah nilai positif dari b menunjukkan bahwa jam receiver GPS adalah lambat dan balue negatif b menunjukkan bahwa itu adalah cepat. Iterasi dapat dilakukan dengan menggunakan b sebagai kriteria kesalahan sampai konvergensi dicapai. Ketika konvergensi tercapai, solusi akan ditemukan di mana permukaan semua 4 lingkungan sekitar berpotongan pada suatu titik. Ini persimpangan dekat hanya akan ditemukan ketika jam penerima GPS telah secara akurat dikoreksi. Hambatan Ionosphere dan Atmosphere Sinyal GPS merambat melalui lapisan ionospher, akan mengalami Perlambatan dibelokkan
akan terpengaruh seperti suatu
seperti
cahaya yang
kaca penghalang. Penundaan atmosper ini
menyebabkan kesalahan dalam penghitungan pada kecepatan sinyal (dalam ruang hampa kecepatan cahaya tetap). Ionospher tidak menyebabkan konstanta penundaan pada sinyal. Terdapat beberapa factor yang mempengaruhi penundaan yang disebabkan oleh lapisan ionosper
Gambar …….. Rambatan gelombang dari lapisan ionosper 25
Kepadatan lapisan ionospher dipengaruhi oleh matahari. Pada malam hari, pengaruh lapisan ionosper ini sangat kecil dan sinyal turun perlahan. Jumlah kepadatan
ionospher meningkat bervariasi sesuai dengan siklus penyinaran
(aktivitas matahari). Puncak aktivitas matahari hampir setiap 11 tahun.Sebagai tambahan
nyala api
matahari terjadi secara acak dan juga mempunyai
pengaruh pada kesalahan lapisan ionospher Kesalahan lapisan ionospher dapat dikurangi dengan menggunakan satu dari dua metoda : • Melibatkan pengambilan rerata pengaruh pengurangan kecepatan cahaya yang disebabkan oleh lapisan ionosper. Faktor koreksi ini kemudian diaplikasikan dalam perhitungan. Oleh karena itu, diambil harga rerata dan sebelumnya pengambilan rerata ini tidak dilakukan semua sesuai waktunya. Oleh karena itu metode bukan solusi yang optimum
untuk mengurangi
kesalahan. • Melibatkan pemakaian frekuensi ganda pada penerima GPS. Pengukuran penerima yang demikian frekuensi L1 dan L2 dari sinyal GPS. Diketahui bahwa bila sinyal radio berjalan melalui lapisan ionosper kecepatan turun perlahan
berbanding terbalik terhadap
frekuensi. Oleh karena itu waktu dating kedua sinyal diperbandingkan untuk mendapatkan nilai penundaan. Ini hanya dimungkinkan pada penerima GPS dengan dibangun
untuk
frekuensi ganda. Kebanyakan penerima
navigasi
frekuensi
tunggal.
Uap
air
juga
mempengaruhi sinyal GPS. Uap air dalam lapisan atmosper dapat juga mempengaruhi hasil posisi,
penurunan diperkecil oleh
pemakaian model atmosperik. Kesalahan Multipath Multipath terjadi bila posisi antenna penerima pada posisi terbuka pada permukaan refleksi yang sangat besar seperti danau atau bangunan. Sinyal satelit tidak berjalan langsung ke antenna namun membentur dahulu obyek yang ada didekatnya dan direfleksikan ke dalam antenna menyebabkan kesalahan pengukuran. Multipath dapat dikurangi dengan menggunakan antenna GPS khusus yang menyertakan ground plane (lingkaran piringan metalik) dengan diameter
sekitar 50 cm,
mencegah terjadinya penurunan sinyal yang mencapai antena. 26
Untuk mencapai ketelitian yang terbaik adalah menggunakan antena cincin. antena cincin memiliki antenna
4 atau 5 cincin yang mengelilingi
sebagai perangkap sinyal langsung. Multipath hanya
berpengaruh pada ketelitian pengukuran.
Pelemahan Ketelitian Pelemahan ketelitian dalam satelit adalah pengaruh kesalahan dalam pengukuran kekuatan geometri satelit dan dikaitkan dengan jarak dan posisi satelit di angkasa. Cakupan satelit dipengaruhi oleh cakupan kesalahan yang telah diuraikan sebelumnya. Bila satelit dalam ruang yang baik posisi dapat ditentukan sebagaimana area yang dinaungi dan kemungkinan kesalahan garis tepi kecil. Bila satelit terbuka area yang dinaungi ukurannya bertambah, menambah ketidakpastian posisi. Perbedaan jenis DOP dapat dihitung tergantung pada dimensinya. Ketelitian pengukuran tergantung perbandingan nilai DOP. Ini berarti jika nilai DOP lipat dua kali kesalahan penentuan posisi bertambah dengan kelipatan dua. VDOP . Vertikal Dilution of Precision. Memberikan penurunan ketelitian dalam arah vertikal. HDOP . Horizontal Dilution of Precision. Memberikan penurunan ketelitian dalah arah horizontal. PDOP . Positional Dilution of Precision.
27
Gambar 12-18 Memberikan penurunan ketelitian posisi tiga dimensi . diinterpretasikan sebagai harga timbal balik dibentuk oleh posisi
PDOP dapat
suatu tetrahedron yang
satelit dan pemakai sebagaimana ditunjukkan
pada Situasi geometri terbaik terjadi bila volume maksimum dan PDOP pada harga minimum. PDOP berperan penting dalam perlaksanaan pengukuran proyek selama awal tahun GPS seperti penyebaran yang terbatas, frekuensi yang dihasilkan, bila
peta bintang satelit secara
geometris kurang baik. Penyebaran satelit sekarang ini sangat bagus nilai PDOP dan GDOP jarang kurang dari tiga.
GDOP (Geometric
Dilution of Precision), ketelitian dalam tiga dimensi posisi dan waktu mengalami penurunan. GDOP yang sangat berguna untuk diketahui adalah GDOP karena merupakan kombinasi dari semua faktor. Beberapa penerima melakukan kalkulasi PDOP atau HDOP yang menyertakan komponen waktu. Cara terbaik dari langkah meminimkan pengaruh GDOP adalah mengobservasi beberapa satelit yang mungkin. Oleh karena itu perlu diingat bahwa sinyal yang berasal dari elevasi satelit yang rendah pada umumnya tingkat dipengaruhi sumbersumber kesalahan keketinggianan. Sebagaimana pemandu pada umumnya bila mengukur tanah menggunakan GPS terbaik untuk pengamatan satelit 15 derajat diatas horizon. Posisi sangat akurat pada umumnya akan diperhitungkan bila GDOP rendah (biasanya kurang dari 8). Oleh karena itu tidak diperlukan pengukuran pesawat yang didasarkan pada harga PDOP atau tingkat ketelitian evaluasi yang dapat dicapai sebagai hasil harga PDOP yang berbeda dapat muncul setelah lewat beberapa menit. Dalam kasus aplikasi kinetic dan proses kecepatan rekaman situasi
geometris kurang baik karena
secara 28
alami pendek umurnya, Oleh karena itu berkaitan dengan nilai-nilai PDOP meliputi evaluasi kriteria pada saat dihasilkan nilai PDOP kritis dapat ditunjukkan dengan semua perencanaan dan evaluasi program yang disediakan oleh peralatan pabrikasi yang telah ada. Tabel 12-1 Faktor-faktor dan besar kesalahan NO
Penyebab kesalahan 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Pengaruh lapisan ionospher Clock satelit Pengukuran penerima Data empiris Pengaruh lapisan troposper Multipath RMS tak terfiter Nilai RMS terfilter Kesalahan vertikal Kesalahan horisontal
Besar kesalahan 4 m 2,1 m 0,5 m 2,1 m 0,7 m 1,4 m 5,3 m 5,1 m 12,8 m 20,4m
Koreksi Perbedaan Posisi (Differentially Corrected Positions DGPS) Kesalahan
yang
mempengaruhi
sepenuhnya dapat dihilangkan atau
penerimaan
pengukuran
satelit
di kurangi dengan menggunakan
teknik pengukuran yang berbeda. DGPS memungkinkan digunakan warga sipil untuk menambah ketelitan posisi dari 100 m sampai 2-3 meter atau kurang, sehingga lebih berguna untuk aplikasi warga sipil kebanyakan.
Pengaruh lapisan ionospher secara langsung mempengaruhi yang
tidak
akurat,dalam
DGPS
digunakan
teknik
yang
data dapat
mengkompensasi kesalahan. Kompensasi dilakukan dalam tiga tahap yaitu : 29
1. Menentukan koreksi nilai pada stasiun referensi 2. Penyiaran nilai koreksi dari stasiun referensi ke GPS pemakai. 3. Koreksi cakupan pengukuran semu dengan GPS pemakai. Menentukan Nilai Koreksi
Stasiun referensi yang koordinatnya
diketahui dari hasil pengukuran teliti, sebagai basis untuk mengukur waktu perpindahan sinyal ke GPS yang dapat dilihat satelit
dan
menentukan range semu dari variabel ini (harga sebenarnya). Karena posisi dari stasiun referensi diketahui teliti dimungkinkan menghitung jarak sebenarnya (nilai sasaran) pada setiap satelit GPS. Perbedaan antara harga sebenarnya dan cakupan semu dapat dipastikan dengan pengurangan
sederhana
dan
akan
memberikan
nilai
koreksi
(perbedaan harga sebenarnya dan sasaran). Nilai koreksi berbeda untuk setiap satelit GPS dan akan dipertahankan baik untuk setiap GPS pemakai dalam radius beberapa ratus sampai kilometer.
Gambar Hubungan stasiun acuan dalam pengukuran Koreksi pengukuran cakupan semu Setelah menerima nilai koreksi GPS pemakai dapat menentukan jarak yang sebenarnya dengan menggunakan cakupan semu yang telah diukur. Posisi pemakai sebenarnya dapat
dihitung dari jarak
sebenarnya.Semua penyebab kesalahan dapat dieliminasi dengan perkecualian noise dari penerima dan multipath. Penerima tujuan Antena penerima tujuan adalah bagian yang menjulang pada titik sebelum diukur yang dikenal sebagai koordinat. Penerima diatur pada 30
titik yang dikenal sebagai referensi penerima atau stasiun basis. Penerima disaklar on dan melakukan pemakai dapat
dihitung
pelacakan satelit. Posisi
dengan teknik yang telah diuraikan
sebelumnya. Karena jika titik ini diketahui, referensi penerima dapat diramal sangat akurat, apakah mampu mencakup variasi satelit. Referensi penerima dapat mengalami perbedaan cakupan nilai antara yang dihitung dan diukur. Perbedaan ini dikenal sebagai koreksi, referensi penerima biasanya diletakkan pada mata rantai data radio yang digunakan untuk memancarkan nilai koreksi. Piranti lain telepon mobile dapat juga digunakan untuk transmisi data . Sebagai tambahan pada sistim Beacon, juga ada menyediakan pemenuhan luasan tanah yang besar dioperasikan dengan komersial, perusahaan milik pribadi. Juga terdapat pengajuan untuk pemerintah pemilik sistim yang demikian ini seperti FAA (Federasi Aviation Authority) satelit didasarkan Wide Area Augmentation Sistim (WAAS) yaitu sistim tambahan area di Amerika, European Space Agency.s (ESA) sistim dan sistim yang diajukan pemerintah Jepang. Terdapat persamaan standar format yang digunakan untuk penyiaran data GPS, yang dinamakan format RTCM. Ini mewakili
komisi pengawas radio untuk pelayanan maritim,
merupakan organisasi sponsor suatu industry non profit . Format ini digunakan bersama-sama di seluruh dunia. 6
Tes Formatif
1.
Apakah GPS itu ?
2.
Jelaskan cara kerja penentuan jarak dalam GPS?
3.
Apakah
yang
di
maksut
dengan
segmen
Angkasa
pada
dengan
segmen
penguna
pada
konsfigurasi sistim GPS? 4.
Apakah
yang
di
maksut
konsfigurasi sistim GPS? 5.
Apakah yang di maksut dengan segmen pengendali pada konsfigurasi sistim GPS?
6.
Tugas utama dari segemen pengendali adalah…
7.
Sebutkan komponen utama pengendali!
8.
Jelaskan factor-faktor penyebab kesalahan yang terjadi pada GPS!
31
9.
Jelaskan penyebab jam penerima menjadi factor kesalahan yang paling besar dalam sistim GPS!
Kunci 1. GPS (Global Positioning System) adalah sistem navigasi radio berbasis satelit yang dikembangkan dan dioperasikan oleh departemen pertahanan Amerika. GPS memungkinkan pengguna mengetahui posisi dan kecepatan pergerakan mereka secara 3 dimensi, baik di darat, laut maupun udara -selama 24 jam penuh dalam kondisi cuaca seperti apapun. 2. Cara kerja penentuan jarak pada GPS didasarkan pada teknik pengukuran refleksii gelombang ranah waktu atau Time Domain Reflectometry (TDR). TDR banyak digunakan untuk pengukuran dalam menentukan letak kerusakan kabell transmisi frekuensi tinggi berdasarkan refleksi gelombang. 3. Segmen angkasa adalah kumpulan satelit yang berada di orbit bumi, sekitar 12.000 mil di atas permukaan bumi dan pada posisi 55 derajat equator. 4. Segmen penguna adalah sistim penerima trasmisi yang data dipancarkan oleh satelit, dan valid untuk sekitar 4-6 jam. Untuk menunjukkan koordinat sebuah titik (dua dimensi), alat navigasi memerlukan paling sedikit sinyal dari 3 buah satelit. Untuk menunjukkan data ketinggian sebuah titik (tiga dimensi), diperlukan tambahan sinyal dari 1 buah satelit lagi. 5. Segmen pengendali
adalah stasiun master control yang berfungsii
mengirimkan informasi ke satelit., bertempat di Colorado dengan lima stasiun pemantau menggunakan clock atomic yang tersebar disekitar belahan bumi di dekat katulistiwa. 6. Tugas utama dari segemen pengendali adalah sebagai berikut: • Mengamati gerakan satelit dan menghitung data orbit (empiris). • Memantau jam satelit dan meprediksi performansinya • Menyerempakkan waktu pada papan satelit • Menyiarkan data orbit akurat yang diterima dari satelit komunkasi • Menyiarkan data orbit pendekatan dari semua satelit. 7. Segmen pengendali terdiri dari: • kontrol kepala stasiun (MCS), • sebuah stasiun kontrol alternatif master, • empat antena tanah yang berdedikasi dan 32
• enam stasiun monitor khusus 8. Factor-faktor penyebab kesalahan GPS adalah sebagai berikut; • Jam penerima • Penundaan lapisan ionosphere dan atmosphere • Multipath • Pelemahan dan ketelitian 9. Salah satu sumber kesalahan paling signifikan adalah jam penerima GPS disebabkan karena penerimaan sinyal cahaya, jarak ke penerima GPS dari
nilainya lebih besar dari kecepatan satelit sangat sensitif terhadap
kesalahan dalam jam penerima GPS. 10. Antena penerima tujuan adalah bagian yang menjulang pada titik sebelum diukur yang dikenal sebagai koordinat. Penerima
diatur pada titik yang
dikenal sebagai referensi penerima atau stasiun basis. Penerima disaklar on dan melakukan
pelacakan satelit karena jika titik ini diketahui, referensi
penerima dapat diramal sangat akurat.
33
DAFTAR PUSTAKA Agilent.2007. Agilent Automotive Electronics 10 Aplication Note on Design Debug and Function. Agilent Test. USA. © Agilent Technologies,Inc. www.agilent.com Basic oscilloscope operationCreative Commons Attribution License, version 1.0. To view a copy of this license, visit http://creativecommons.org/licenses Bernard Grob. 1984. Basic Television And Video Sistem. Singpore. Mc Graw Hill International Edition Singapore Carson Kennedy.1999. Introduction to GPS (Global Position System). Leica Geosystem AG. Switzerland. www.leica-geosystems.com Alat ukur dan teknik pengukuran,2008 ,Sri Waluyanti,Djoko Santoso,Slamet,Umi Rochayati.
34
