BAB I PENDAHULUAN I.1. Latar Belakang GNSS CORS GMU1 milik Jurusan Teknik Geodesi Fakultas Teknik UGM sudah beroperasi sejak tanggal 27 Juni 2009. Antena stasiun GMU1 dipasang pada pilar yang terdapat di atap lantai tiga sayap barat gedung Teknik Geodesi. Tujuan pemasangan stasiun CORS GMU1 adalah untuk menyediakan data bagi penelitian, survei, dan pemetaan serta berbagi data dengan stasiun GNSS CORS yang lain di Indonesia (Sunantyo, 2009). Fungsi utama CORS GMU1 yaitu mengarsip data GNSS format RINEX untuk pengolahan data statik secara post processing dan memancarkan koreksi RTCM melalui internet untuk keperluan pengukuran RTK NTRIP. Untuk menjalankan fungsi utama tersebut server CORS GMU1 menggunakan perangkat lunak Spider. Proses pengarsipan RINEX dilakukan per hari, sedangkan koreksi RTCM dipancarkan NTRIP caster Spider melalui IP Publik 175.111.91.198 port 2001. Lisensi perangkat lunak Spider telah habis per 1 Maret 2013 dan belum diperpanjang. Oleh karena itu stasiun CORS GMU1 per tanggal tersebut sudah tidak melakukan pengarsipan data GNSS format RINEX dan tidak memancarkan koreksi RTCM melalui internet pada IP dan port tersebut. Selain perangkat lunak Spider, pada server CORS GMU1 telah terpasang perangkat lunak NetHub yang dikembangkan oleh Javad. Perangkat lunak ini telah difungsikan sejak Maret 2013. NetHub digunakan sebagai NTRIP caster yang berfungsi memancarkan koreksi RTCM melaui IP 175.111.91.198 port 2012. Namun demikian, NetHub masih mempunyai kekurangan yaitu relatif kurang stabil dalam memancarkan koreksi RTCM. CORS GMU1 mempunyai dua NTRIP caster di luar server CORS GMU1. NTRIP caster tersebut masing-masing adalah NTRIP caster GFZ dan NTRIP caster Checkpoint. Pengguna dapat terhubung ke NTRIP caster GFZ melalui IP 139.17.3.112 port 2101 dengan melakukan login menggunakan username dan password yang diberikan oleh GFZ. Namun demikian, GFZ hanya memberikan satu akun yang berisi username dan password. Hal ini menyebabkan penggunaan NTRIP caster tersebut menjadi rawan dari sisi keamanan. NTRIP caster Checkpoint dapat
1
2
diakses pengguna melalui domain ozcors.com port 2101 dengan melakukan registrasi terlebih dahulu. Setelah melakukan registrasi pengguna akan diberikan akun trial dengan masa aktif satu minggu. Berdasarkan masalah pada masing-masing NTRIP caster yang telah diuraikan di atas maka perlu dibuat NTRIP caster baru yang bisa digunakan sebagai alternatif NTRIP caster CORS GMU1. NTRIP caster yang dihasilkan dapat memberikan koreksi RTCM relatif stabil dan admin dapat memberikan akses kepada pengguna dengan lebih leluasa dan aman. I.2. Cakupan Kegiatan Kegiatan yang dilakukan pada pembuatan NTRIP caster pada CORS GMU1 ini adalah sebagai berikut : 1. Melakukan observasi pada server CORS GMU1. 2. Menyiapkan server independen di luar server CORS GMU1 yang akan digunakan sebagai server NTRIP caster. 3. Memasang sistem operasi Linux Centos 6.5 32 bit pada server. 4. Memasang aplikasi Ntripserver 1.0 dan Ntripcaster 0.1.5 pada sistem operasi Linux Centos 6.5 32 bit. 5. Mengkonfigurasi koneksi server NTRIP caster dengan NTRIP source. Tipe koneksi yang digunakan untuk transfer data adalah Serial Port conection, TCP/IP connection, dan NTRIP caster connection. 6. Mengkonfigurasi streaming data koreksi RTCM dan membuat akun untuk otentifikasi pengguna. 7. Mengaktifkan NTRIP caster. 8. Mengecek fungsionalitas NTRIP caster yang dibuat. I.3. Tujuan Membuat NTRIP caster CORS GMU1 menggunakan aplikasi berbasis Linux dan menguji fungsionalitas NTRIP caster untuk pengukuran metode RTK NTRIP. I.4. Manfaat Pembuatan NTRIP caster dalam proyek ini diharapkan dapat bermanfaat untuk admin dan user. NTRIP caster dapat digunakan oleh admin sebagai alternatif untuk mengirimkan data GNSS dan penggunaan akun server GFZ menjadi lebih
3
aman. Manfaat disisi user yaitu akses untuk terkoneksi keberbagai sumber data menjadi lebih efisien karena hanya membutuhkan satu IP Address, port, username, dan password. I.5. Landasan Teori I.5.1. GNSS GNSS (Global Navigation Satellite System) adalah sistem navigasi satelit untuk penentuan posisi geo-spasial (bujur, lintang, dan ketinggian) secara ekstra terrestrial secara global. Sistem satelit yang tergabung didalam GNSS saat ini adalah satelit-satelit GPS, GLONAS, dan GALILEO. GNSS terdiri atas tiga segmen (Hofmann-Wellenhof, 2008), yaitu : 1. Segmen angkasa (space segment). Untuk memberikan kemampuan secara kontinyu penentuan posisi global, maka harus dikembangkan konstelasi jumlah satelit untuk masing-masing GNSS. Hal ini untuk memastikan bahwa setidaknya empat satelit secara simultan terlihat pada setiap lokasi di permukaan bumi. Satelit-satelit GNSS, pada dasarnya telah dilengkapi dengan platform untuk jam atom, radio transceiver, computer dan berbagai peralatan pembantu yang digunakan untuk mengoperasikan sistem. 2. Segmen sistem kontrol (control system segment). Disebut juga sebagai segmen tanah (ground segment), bertanggung jawab atas kemudi semua sistem. Tugas ini meliputi, penyebaran dan pemeliharaan sistem, pelacak satelit untuk penentuan dan prediksi orbit dan jam parameter, pemantauan data tambahan (misalnya, parameter ionosfer), dan meng-upload pesan ke satelit. 3. Segmen pengguna (user segment). Diklasifikasikan ke dalam kategori pengguna (militer dan sipil), jenis penerima (kemampuan untuk melacak satu, dua atau bahkan frekuensi lebih), dan berbagai layanan informasi pemerintah maupun swasta yang telah didirikan untuk memberikan informasi status GNSS dan data kepada pengguna. I.5.1.1. GPS (Global Positioning System). GPS mempunyai nama resmi Navigation Satellite Time and Ranging Global Positioning System (NAVSTAR GPS). GPS adalah sistem radio navigasi dan penentuan posisi berdasarkan satelit yang
4
dikembangkan dan dikelola oleh Amerika Serikat sejak tahun 1973. Sistem ini terdiri dari 24 satelit dengan jarak ketinggian orbit 20.200 km dari bumi. Sistem ini dapat digunakan oleh banyak orang pada saat yang bersamaan dan beroperasi secara kontinyu dalam segala cuaca di seluruh dunia. Sistem ini didesain untuk memberikan posisi dengan kecepatan tiga dimensi yang teliti dan juga informasi mengenai waktu. Konsep dasar penentuan posisi dengan GPS adalah reseksi (pengikatan ke belakang) dengan jarak, yaitu dengan pengukuran jarak secara simultan ke beberapa satelit GPS yang koordinatnya telah diketahui. Secara vektor, prinsip dasar penentuan posisi dengan GPS dapat dilihat pada Gambar 1.1. Parameter yang akan ditentukan adalah vektor geosentrik pengamat ( ̅ ). Untuk itu, vektor posisi geosentrik satelit GPS ( ̅ ) telah diketahui, maka yang perlu ditentukan adalah vector posisi toposentris satelit terhadap pengamat ( ̅ ). Posisi yang diberikan oleh GPS adalah posisi tiga dimensi (X, Y, Z ataupun λ, φ, h) yang dinyatakan dalam datum WGS 1984 dengan spektrum ketelitian posisi yang sangat luas, mulai dari fraksi meter sampai milimeter (Abidin, 2006).
Gambar I.1. Konsep penentuan posisi GPS (Abidin, 2006). Lokasi pengamatan titik GPS dipilih sesuai kebutuhan dan tujuan penggunaannya. Lokasi pengamatan titik GPS mempunyai syarat utama sebagai berikut : 1. Mempunyai ruang pandang langit yang bebas ke segala arah di atas elevasi 15 derajat. 2. Jauh dari obyek-obyek reflektif yang mudah memantulkan sinyal GPS
5
untuk meminimalkan atau mencegah efek multipath. 3. Jauh dari obyek-obyek yang dapat menimbulkan interferensi elektris terhadap penerimaan sinyal GPS. Struktur frekuensi dan parameter komponen sinyal GPS ditampilkan pada Gambar I.2.
Gambar I.2. Struktur frekuensi dan parameter komponen sinyal GPS (Abidin, 2007). I.5.1.2. GLONASS (Global Navigation Satellite System). GLONASS adalah sistem radio navigasi berbasis satelit yang dioperasikan oleh Coordination Scientific Information Center (CNITs) pemerintah Rusia untuk Russian Space Forces (angkatan ruang angkasa Rusia). GLONASS merupakan alternatif dan pelengkap untuk teknologi GPS (Global Positioning System) milik Amerika Serikat, GLONASS dirancang dengan tujuan untuk keperluan militer dan sipil. Pengembangan GLONASS dimulai sejak tahun 1976 di Uni Soviet. Pada tanggal 12 Oktober 1982, roket pertama diluncurkan dalam rangka penambahan jumlah satelit dan selesai pada tahun 1995. Setelah jumlah satelit lengkap, sistem GLONASS mengalami keterpurukan karena runtuhnya sistem perekonomian Rusia. Pemerintah Rusia mulai memprioritaskan pemulihan sistem ini pada tahun 2000-an dengan anggaran biaya yang besar. Pada tahun 2010, GLONASS telah mencapai cakupan 100% dari wilayah Rusia. Saat ini, Rusia tercatat memiliki total 22 satelit GLONASS yang mengorbit bumi, tetapi hanya 16 satelit yang dapat difungsikan dan memberikan layanan navigasi di seluruh wilayah teritorial Rusia. Peluncuran satelit masih dilakukan oleh
6
pemerintah Rusia dan diharapkan selesai pada tahun 2011. Operasional segmen angkasa GLONASS, ke-24 satelitnya ditempatkan dalam tiga bidang orbit berinklinasi sebesar 65 derajat, masing-masing 8 satelit untuk setiap orbitnya. Setiap satelit beroperasi di orbit dengan jarak 19.100 km lebih rendah dari orbit GPS, sehingga periode orbitnya lebih pendek sekitar 43 menit (Abidin, 2006). Sistem referensi terestrial untuk koordinat satelit GLONASS dinotasikan dengan PZ-90, singkatan berawal dari “Parameters of the Earth 1990” yang keduanya dari terjemahan ke dalam bahasa Rusia “Parametry Zemli 1990”. I.5.1.3. GALILEO. Satelit Galileo merupakan sistem satelit navigasi global Eropa yang pertama dengan tingkat akurasi yang tinggi dan dikelola oleh pihak sipil Uni Eropa. Tujuan Uni Eropa untuk menciptakan satelit baru ini adalah untuk mengurangi ketergantungan terhadap pemakaian GPS dan untuk dapat bersaing dalam dunia satelit 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 beroperasi secara penuh pada tahun 2008. Prinsip penentuan posisi dengan satelit Galileo hampir sama dengan penentuan posisi dengan GPS. Kedua satelit navigasi ini hanya berbeda pada spesifikasi dan kemampuannya. Galileo terdiri dari 30 satelit, dimana terdapat 27 satelit yang aktif dan 3 satelit cadangan (spare) dalam Medium Earth Orbit (MEO) pada ketinggian 23.600 km. Satelit akan melakukan perjalanan sepanjang tiga orbit sirkular pada inklinasi 56 derajat. 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. 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 data (Moore, 2012). I.5.1.4. Penentuan posisi GNSS secara real-time. Penentuan posisi GNSS secara realtime ada dua metode, yaitu metode DGPS (Differential Global Positioning
7
System) dan RTK (Real Time Kinematic). 1. DGPS adalah metode penentuan posisi secara differensial yang menggunakan data pseudorange. Sistem ini umumnya digunakan untuk penentuan posisi obyek yang bergerak. Untuk merealisasikannya maka stasiun monitor harus mengirimkan koreksi differensial kepengguna secara rea-time dengan menggunakan sistam komunikasi data tertentu. Koreksi differensial ini dapat berupa koreksi pseudorange (seperti RTCM SC-104) maupun koreksi koordinat. Dalam hal ini, yang umum digunakan adalah koreksi pseudorange. Koreksi koordinat jarang digunakan, karena koreksi ini menuntut bahwa stasiun referensi pengirim koreksi serta pengamat mengamati satelit yang sama. Tingkat akurasi yang diperoleh dalam pengukuran metode DGPS berkisar 1-3 meter. DGPS digunakan untuk penentuan posisi objek bergerak. Aplikasi metode DGPS misalnya pada survei kelautan dan navigasi kapal (Abidin, 2007). Konsep pengukuran DGPS ditampilkan pada Gambar I.3.
Gambar I.3. Konsep pengukuran DGPS (Abidin, 2007). 2. RTK merupakan metode yang berbasiskan pada carrier phase dalam penetuan posisi secara relatif dengan tingkat ketelitian mencapai satuan centimeter secara real time. Sistem RTK merupakan prosedur DGPS (Differential
Global Positioning
System) menggunakan
data
pengamatan fase, data atau koreksi fase dikirim secara seketika dari stasion referensi ke receiver pengguna. Penggunaan data pengamatan fase membuat informasi posisi yang dihasilkan memiliki ketelitian tinggi. Sistem RTK berkembang setelah diperkenalkannya suatu teknik untuk memecahkan ambiguitas fase disaat receiver dalam keadaan bergerak
8
yang dikenal dengan metode penentuan ambiguitas fase secara On The Fly (OTF). Proses pengiriman data atau koreksi fase menggunakan radio modem sehingga dapat dilakukan secara seketika, membuat informasi posisi yang dihasilkan oleh sistem ini dapat diperoleh secara seketika (Rahmadi, 1997). RTK dibagi menjadi dua jenis, yaitu RTK Radio dan RTK NTRIP. RTK Radio memancarkan sinyal UHF/VHF via radio modem untuk mengirimkan koreksi. RTK NTRIP memancarkan koreksi RTCM via internet untuk mengirimkan koreksi. Komponen RTK ada dua yaitu base station dan rover. Base station adalah Receiver GNSS yang berada pada lokasi tertentu dan berguna sebagai titik referensi untuk menentukan posisi titik yang diamat oleh receiver GNSS yang lain (rover /pengguna). Dalam metode penentuan posisi RTK, base station berfungsi untuk memancarkan sinyal koreksi ke rover. Rover adalah Receiver GNSS yang menerima koreksi dari stasiun referensi/base station, yang bergerak dari lokasi satu ke lokasi lain selama pelaksanaan survei RTK. Tingkat akurasi dalam pengukuran metode RTK adalah 1-5 centimeter. Aplikasi metode RTK adalah stake out, survei kadastral, survei tambang, dan navigasi ketelitian tinggi (Abidin, 2007). Konsep pengukuran metode RTK tersaji pada Gambar I.4.
Gambar I.4. Konsep pengukuran metode RTK (Abidin, 2007) I.5.2. Datum Datum
merupakan
besaran-besaran
atau konstanta-konstanta sebagai
referensi atau dasar yang digunakan untuk menentukan hitungan besaran-besaran yang lain. Datum dalam bidang geodesi yaitu konstanta-konstanta yang digunakan
9
untuk mendefinisikan sistem koordinat yang digunakan untuk kontrol geodesi. Datum dibagi menjadi tiga macam yaitu datum lokal, datum regional dan datum global (Hassdyk dan Janssen, 2011). 1. Datum lokal adalah datum geodesi yang menggunakan ellipsoid referensi yang dipilih paling sesuai dengan bentuk geoid lokal atau relatif tidak luas. Contoh datum lokal yaitu Luzon (Filipina) dan Indian (India). 2. Datum regional adalah datum geodesi yang menggunakan ellipsoid referensi yang dipilih paling sesuai dengan bentuk geoid untuk area yang relatif luas. Datum regional digunakan bersama-sama oleh beberapa negara yang berdekatan hingga negara-negara yang berada dalam satu benua yang sama. Contoh datum regional yaitu Datum Amerika Utara 1983 (NAD83) dan Europian Datum 1989 (ED89). 3. Datum global adalah datum geodesi yg menggunakan ellipsoid referensi yang dipilih paling sesuai dengan bentuk geoid untuk area seluruh permukaan bumi. Contoh datum global adalah WGS 84 (Smith, 1997). Dahulu sistem atau datum lokal direalisasikan melalui satu titik datum. Sekarang, sistem atau datum geodetik global direalisasikan melalui jaring titik kontrol atau fiducial points yang tersebar di seluruh permukaan bumi seperti ITRS (International Terestrial Refence System) yang direalisasikan melalui ITRF. Pemutakhiran ITRF (International Terestrial Refence Frame) secara periodik selama kurun waktu 20 tahun telah menghasilkan 13 versi ITRF, mulai dari ITRF88 sampai dengan ITRF2008. Istilah datum dinamik nampaknya pantas diberikan kepada sistem dan kerangka acuan geodetik yang data koordinat beserta laju pergeseran fiducial points nya dimutakhirkan secara periodik (Kelly, 2012). World Geodetic System 1984 (WGS84) merupakan sistem (datum) geodetik global
yang didefinisikan dengan origin geosentrik, orientasi sumbu-sumbu
koordinat kartesian mengikuti definisi BIH-1984. Pada awalnya, WGS84 direalisasikan melalui sejumlah titik kontrol terestrial yang ditentukan melalui pengamatan satelit Doppler. Hasil realisasi tersebut WGS84 identik dengan ITRF dalam level 1 meter. Pengamatan GPS selanjutnya menghasilkan WGS84 yang direalisasikan dengan koordinat jaring titik kontrol terestrial yang dikenal dengan G730 (tahun 1994), kemudian G873 (tahun 1996), dan terakhir G1150 (2001). Pada
10
realisasinya yang terakhir ini, origin dan orientasi sumbu-sumbu koordinat WGS84 berimpit dengan ITRF pada level 10 centimeter (Stanaway, 2008). I.5.3. CORS CORS (Continously Operating Reference Station) adalah sistem jaringan kontrol yang beroperasi secara kontinu untuk acuan penentuan posisi GNSS. CORS digunakan sebagai infrastruktur untuk pekerjaan dengan tigkat akurasi tinggi dalam bidang survey, pemetaan, navigasi, dan geodesi. CORS dapat diakses secara realtime maupun post processing oleh siapapun yang menggunakan receiver dengan spesifikasi tertentu. CORS melayani client yang melakukan mengukuran GNSS dengan metode DGPS (data kode) dan RTK (data fase). Receiver GNSS agar dapat mengakses CORS harus dilengkapi dengan sambungan internet untuk komunikasi data dari stasiun CORS ke receiver (Rizos, 2008 ). Konsep pengukuran survei GNSS menggunakan sistem CORS ditampilkan pada Gambar I.5.
Gambar I.5. Konsep sistem CORS (Arianto dan Sunantyo, 2009). Metode pengukuran RTK GNSS CORS terdiri dari stasiun GNSS CORS, satu data server GNSS CORS, dan beberapa rover GNSS CORS. Stasiun CORS terhubung dengan data server menggunakan jaringan wireless atau kabel LAN (Local Area Network). Rover terhubung dan login ke data server menggunakan jaringan GSM (Global System Mobile) dan CDMA (Code Division Multiple Access). Data server mengirim beberapa data dari base station ke rover dalam berbagai format sesuai dengan permintaan dari rover. Sistem CORS memungkinkan tingkat akurasi pengukuran horisontal dan vertikal hingga ketelitian centimeter relatif
11
terhadap sistem referensi nasional. Beberapa keunggulan mengunakan CORS dalam sistem GNSS antara lain; sebagai sistem referensi yang stabil, meningkatkan akurasi dalam wilayah kerja, mengurangi kesalahan, mengingkatkan kualitas data, meningkatkan efisiensi kerja dalam survei GNSS, dan pengiriman data tidak terbatas pada jumlah terminal dan mengurangi biaya user (Sunantyo, 2009). Komponen CORS yang paling utama adalah stasiun referensi (Base Station). Koreksi yang dikirimkan oleh base station kepada user akan memberikan ketelitian dan keaurasian terhadap hasil pengukuran. Ada dua tipe base station dalam GNSS CORS yaitu single base station dan network base station (Vella, 2009). 1. Single Base Station Single base station adalah sistem GNSS CORS yang menggunakan satu stasiun referensi untuk mengirimkan koreksi kepada user. Jarak yang dapat dilayani oleh stasiun referensi dalam mengirim koreksi adalah 1020 km (Vella, 2009). Konsep single base station CORS ditampilkan pada Gambar I.6.
Base Station Rover
Gambar I.6. Single base station CORS (Duffy and Whitaker, 2003). 2. Network Base Station Network Base Station adalah sistem GNSS CORS yang menggunakan lebih dari satu stasiun referensi. Data dari semua stasiun referensi dikirimkan
kepada
sebuah
aplikasi
kemudian
aplikasi
tersebut
mengirimkan koreksi kepada user. Jarak yang bisa dilayani oleh aplikasi dalam mengirimkan koreksi adalah 50-70 km (Vella, 2009). Konsep
12
network base station CORS ditampilkan pada Gambar I.7.
Gambar I.7. Network base station CORS (Vella, 2009). Perbandingan cakupan area CORS menggunakan single base station dengan network base station dapat dilihat pada Gambar I.8.
a
b
Gambar I.8. Cakupan area (a) single base station CORS dan (b) network base station CORS ( Jansen dkk, 2011). I.5.4. NTRIP NTRIP (Network Transport of RTCM via Internet Protocol) adalah protokol untuk streaming Differensial GPS melalui internet. NTRIP dikembangkan pertama kali oleh Bundesamt für Kartographie und Geodäsie dan Dormundt University Department of Computer Science. NTRIP dirancang menjadi protocol non-profit yang sudah diakui secara internasional sebagai sarana untuk transfer data GNSS.
13
Transfer data GNSS menggunakan NTRIP
memanfaatkan layanan HTTP 1.1.
NTRIP didesain untuk mengirimkan koreksi data GNSS dari stasiun GNSS CORS. Koreksi data melaui NTRIP dapat diterima oleh clients melalui PC, Laptop, PDA, dan receiver GNSS. Streaming data NTRIP dapat dilakukan dengan menggunakan Internet secara Wifi dan Mobile Internet (GSM, EDGE, GPRS, dan UMTS). NTRIP terdiri dari 4 komponen yaitu : NTRIP source, NTRIP server, NTRIP caster, dan NTRIP client. NTRIP caster bekerja menggunakan program HTTP server, sedangkan NTRIP Server dan NTRIP client bertindak sebagai HTTP Clients. Skema komponen streaming NTRIP tersaji Gambar I.9.
Gambar I. 9. Skema komponen streaming NTRIP (BKG, 2003). I.5.4.1. NTRIP Source. NTRIP source adalah komponen dari NTRIP yang menyediakan data koreksi GNSS berupa RTCM. NTRIP source adalah istilah untuk stasiun GNSS CORS, karena fungsi GNSS CORS yang menyediakan layanan streaming data kepada NTRIP client. Selain koreksi RTCM, NTRIP source juga menyediakan informasi berupa koordinat stasiun, file navigasi satelit GNSS (GPS, GLONAS, GALILEO). Setiap NTRIP source harus mempunyai mountpoint yang unik dalam NTRIP caster. Mountpoint adalah istilah yang digunakan oleh stasiun GNSS CORS untuk mendefisinikan posisi dan berguna untuk memberikan koreksi RTCM kepada NTRIP Client (BKG, 2003). I.5.4.2. NTRIP Server. NTRIP server digunakan untuk mengirimkan data GNSS CORS dari NTRIP source kepada NTRIP caster. Sebelum mentransmisikan data GNSS ke NTRIP caster melalui TCP/IP, NTRIP server mengirimkan perintah kepada mountpoint untuk mengirimkan data ke NTRIP caster. NTRIP server di-install pada
14
PC untuk menerima koreksi dari NTRIP source melalui port yang terhubung ke NTRIP source. Data koreksi tersebut kemudian dikirimkan kepada NTRIP caster. Proses pengiriman koreksi kepada NTRIP source menggunakan layanan protocol (BKG, 2003). I.5.4.3. NTRIP Caster. NTRIP caster adalah server yang menggunakan layanan HTTP. Layanan NTRIP caster mampu melayani request atau
response
menggunakan streaming bandwith rendah yaitu (50-500 bit/ detik). NTRIP caster melayani NTRIP server dan NTRIP client berdasarkan kode yang dikirim melalui port. Kode
yang diterima oleh NTRIP caster kemudian diterjemahkan untuk
menerima atau mengirim data. NTRIP server harus berada dalam satu kesatuan dengan NTRIP caster, NTRIP caster dan NTRIP server (BKG, 2003). I.5.4.4. NTRIP Client. NTRIP Client dalah komponen NTRIP yang menggunakan layanan koreksi data stasiun GNSS CORS. Koreksi yang didapat diperoleh dengan cara mengirimkan pesan dan kode kepada NTRIP caster. Pesan dan kode yang dikirim oleh NTRIP client menggunakan koneksi TCP/IP. Komunikasi antara NTRIP caster dan NTRIP client dapat berjalan dengan lancar menggunakan HTTP 1.1 (BKG, 2003). 1.5.5. RTCM RTCM (Radio Technical Commission for Maritime Services), merupakan organisasi ilmiah, profesional, dan non-profit bertingkat internasional. Anggota RTCM adalah organisasi non-individu yang terdiri dari pemerintah dan nonpemerintah. Pada awalnya RTCM tahun 1947 sebagai komite penasehat pemerintah Amerika, kini RTCM merupakan organisasi mandiri yang didukung oleh anggotanya dari seluruh dunia. Di Amerika RTCM digunakan oleh Federal Communications Commission dan USCG (United States Coast Guard) untuk menentukan sistem radar. Cara menggunakan data CORS yaitu client mengunduh RTCM dari NTRIP dengan menggunakan koneksi GPRS, GSM, Satphone dan sebagainya. RTCM yang diunduh secara real-time tersebut digunakan untuk koreksi posisi dalam pengamatan dengan RTK maupun DGPS. Teknik ini merupakan inovasi terhadap teknik RTK dan DGPS konvensional. Metode RTK dan GPS konvensional hanya mampu menjangkau jarak sekitar 5-10 km, sementara teknik RTCM ini mampu menjangkau jarak sampai 100 km. Format khusus untuk GPS adalah RTCM-104, berupa data
15
biner yang terdiri atas beberapa versi sebagai berikut (http://www.rtcm.org/, 2013). Format RTCM telah menagalami beberapa perkembangan yaitu (Heo dkk, 2009). 1. RTCM 2.0 (Koreksi Kode untuk DGPS). 2. RTCM 2.1 (Koreksi Kode dan Fase untuk RTK). 3. RTCM 2. 2 (Koreksi Kode dan Fase untuk RTK + GLONASS ). 4. RTCM 2.3 (Koreksi Kode dan Fase untuk RTK + GPS Antenna Definition). 5. RTCM 3.0 (Koreksi Kode dan Fase untuk RTK + Network RTK untuk GNSS) RTCM yang digunakan dalam koreksi GNSS CORS adalah RTCM 3.0. RTCM 3.0 mempunyai beberapa tipe pesan dan informasi yang dibawa pada tipe pesan. Tipe pesan RTCM 3.0 tersaji pada Tabel I.1. No 1 2 3 4 5 6
Tipe pesan 1001 1002 1003 1004 1005 1006
7 8 9 10 11 12
1007 1008 1009 1010 1011 1012
13 14 15 16 17 18 19 20
1013 1014 1015 1016 1017 1018 1019 1020
Tabel I.1. Tipe Pesan RTCM 3.0 (Heo dkk, 2009). Isi pesan Pengamatan L1 RTK GPS Pengamatan L1 RTK GPS dan gangguan sinyal satelit Pengamatan L1 dan L2 RTK GPS Pengamatan L1 dan L2 RTK GPS dan gangguan sinyal satelit Stasiun RTK dengan referensi koordinat ARP Stasiun RTK dengan referensi koordinat ARP dan tinggi antena Deskripsi Antena Deskripsi dan Serial Number Antena Pengamatan L1 RTK GLONASS Pengamatan L1 RTK GLONASS dan gangguan sinyal satelit Pengamatan L1 dan L2 RTK GLONASS Pengamatan L1 dan L2 RTK GLONASS dan gangguan sinyal satelit Sistem parameter Sistem parameter Koreksi Ionosphere GPS Koreksi Geometrik GPS Kombinasi koreksi Geometrik dan Ionosphere GPS Koreksi Ionosphere tambahan dengan pesan yang berbeda GPS ephemeris GLONASS ephemeris
I.5.6. Data Mentah Receiver GNSS Data mentah receiver GNSS adalah data
hasil pengamatan yang berisi
16
informasi pseudorange, actual range, ionospheric delay, tropospheric delay, satellite clock error, receiver clock error, multipath on pseudorange, dan noise on pseudorange. Semua informasi tersebut kemudian diekstrak dan dihitung oleh software sehingga menghasilkan posisi receiver GNSS. Kelemahan data raw yaitu hanya bisa diekstrak dan dihitung oleh software yang sesuai dengan jenis receiver GNSS (Gurtner, 2007). I.5.7. Data RINEX RINEX (Receiver Independent Exchange) adalah format data hasil pengamatan receiver GNSS dengan format yang standard. RINEX dikembangan oleh University of Berne untuk mempermudah mengolah data hasil pengamatan receiver GNSS yang berbeda-beda. Format data RINEX sudah mengalami beberapa perkembangan, yaitu (Gurtner dan Estey, 2013). 1. RINEX versi 1 adalah RINEX versi pertama yang dipublikasikan dalam 5th International Geodetic Symposium on Satellite Positioning tahun 1989. Informasi satelit yang adalam RINEX versi 1 hanya satelit GPS. 2. RINEX versi 2 adalah RINEX versi kedua yang dipublikasikan dalam Second International Symposium of Precise Positioning with the Global Positioning system tahun 1990. RINEX versi 2 menambahkan informasi dari satelit GLONASS dan SBAS. RINEX versi 2 terdapat dalam beberapa versi yaitu RINEX versi 2.10, RINEX versi 2.11, dan RINEX versi 2.20. 3. RINEX versi 3 adalah RINEX versi terbaru yang dipublikasikan pada tahun 2006. RINEX versi 3 memungkinkan untuk memberi informasi lebih banyak mengenai satelit GNSS. Informasi satelit yang ditambahkan dalam RINEX versi 3 yaitu Galileo, Beidou, dan Quazi Zenith. RINEX versi 3 terdapat beberapa versi yaitu RINEX versi 3.00, RINEX versi 3.01, dan RINEX versi 3.02. Informasi dasar yang harus ada dalam data RINEX yaitu ; waktu berisi informasi waktu receiver menerima sinyal dari satelit, pseudo range berisi informasi jarak antara antena receiver ke antena satelit, phase berisi informasi fase yang dibawa dalam satu siklus, Doppler berisi informasi sinyal tambahan satelit Doppler,
17
dan jumlah satelit berisi informasi jumlah satelit yang diamat oleh receiver (Gurtner dan Estey, 2013). Contoh data RINEX versi 3.0 format compact dapat dilihat pada Gambar I.10.
Gambar I.10. Contoh Data RINEX versi 3 format compact (Hatanaka, 2008). Gambar I.10. merupakan data RINEX versi 3.00 format compact yang sudah dimodifikasi oleh Hatanaka, sedangkan data RINEX versi lain terlampir pada lampiran 1. I.5.8. LINUX Linux merupakan salah satu contoh hasil pengembangan perangkat lunak yang bebas dan terbuka. Seperti perangkat lunak bebas dan terbuka lainnya, source code Linux dapat dimodifikasi, digunakan dan didistribusikan kembali secara bebas oleh siapa saja. Nama " Linux " berasal dari nama pembuatnya, yang diperkenalkan tahun 1991 oleh Linus Torvalds. Sistemnya berasal dari sistem operasi GNU yang
18
diperkenalkan tahun 1983 oleh Richard Stallman. Kontribusi GNU adalah dasar dari munculnya nama alternatif GNU/Linux. Kesuksesan Linux dikarenakan Linux tidak bergantung kepada vendor (vendor independence), biaya operasional yang rendah, dan kompatibilitas yang tinggi. Serta faktor keamanan dan kestabilannya yang tinggi dibandingkan dengan sistem operasi lainnya seperti Microsoft Windows (Boronczyk and Negus, 2009). I.5.8.1. Shell. Shell (command interpreter) adalah program yang menyediakan antarmuka untuk pengguna sistem operasi. Program antarmuka ini bertugas menerjemahkan perintah-perintah dari pengguna ke sistem operasi. Wujud dari program antarmuka ini ada dua, yaitu berbasis teks (CLI/Command Line Interface) dan berbasis grafis (GUI/ Graphical User Interface). Secara umum, shell berguna sebagai penerjemah instruksi dari pengguna ke kernel. Penggunaan shell antara lain digunakan untuk copy-paste berkas, meng-install program, melihat isi hard disk, menghapus berkas, membuat folder, dan lain-lain.. Semua instruksi yang diberikan kepada kernel diterjemahkan dulu oleh shell. Shell yang sering digunakan dalam pengoperasian Linux adalah Shell CLI atau Terminal (Gedriss, 2003). 1.5.8.2. Root atau Super User. Root adalah username atau akun yang bisa menggunakan command dan mengakses semua file yang ada dalam system operasi Linux. Root digunakan untuk membedakan antara common user dan super user. Perbedaan antara common user dan super user adalah hak akses terdapat direktori dan file. Common user hanya bisa mengakses direktori dan file yang berada dalam home direktori sedangkan super user dapat mengakses direktori dan file pada root direktori. Common user dapat berubah menjadi super user dengan cara memasukkan password super user. Tujuan dengan dibuatnya sistem common user dan super user pada Linux adalah untuk melindungi file, konfigurasi sistem, dan modifikasi sistem. (Boronczyk and Negus, 2009). 1.5.8.3. Editor VI. Editor VI merupakan editor berbasis text yang banyak digunakan pemakai Linux. Pemakai dapat mengedit text dan menggerakkan kursor ke bagian layar yang ingin diedit. Pemakai yang baru pertama kali menggunakan editor ini biasanya akan mengalami kesulitan, dikarenakan tidak tersedianya menu - menu atau petunjuk yang nyata jelas terpampang di layar. Editor VI terdapat dua mode yaitu command mode dan insert mode.
19
1. Command mode (mode perintah) adalah modus perintah dapat digunakan untuk memasukkan perintah-perintah untuk memanipulasi teks dan file. Perintah-perintah ini biasanya terdiri dari satu atau dua buah karakter. 2. Insert mode (mode penyisipan) digunakan untuk melakukan pengetikan teks. Pada saat pertama kita memulai editor VI, langsung berada pada mode perintah. Perintah untuk memasuki mode penyisipan adalah ketik huruf i. Bila menekan tombol [Esc],maka akan kembali ke mode perintah. Sedangkan
penekanan
[Esc]
pada
mode
perintah
tidak
akan
mengakibatkan keluar dari mode perintah (Shiquan, 2013). I.5.9. Internet Protocol Address (IP Address) IP Address merupakan pengenal yang digunakan umtuk memberi alamat pada setiap komputer dalam jaringan. Format IP address adalah bilangan 32 bit yang tiap 8 bit dipisahkan oleh tanda titik. Format IP Address dapat berupa bentuk „biner‟ (xxxxxxxx.xxxxxxxx.xxxxxxxx.xxxxxxxx dengan x merupakan bilangan biner). Atau dengan bentuk empat bilangan desimal yang masing-masing dipisahkan oleh titik
bentuk ini dikenal dengan „dotted decimal’ (xxx.xxx.xxx.xxx adapun xxx
merupakan nilai dari satu oktet/delapan bit). IP Address terdiri atas dua bagian yaitu network ID dan host ID. Network ID menunjukkan nomor network, sedangkan host ID mengidentifkasikan host dalam satu network. Pengalokasian IP address pada dasarnya ialah proses memilih network ID dan host ID yang tepat untuk suatu jaringan (Houston, 2011). IP Address dibagi menjadi dua tipe yaitu Local IP Address dan Public IP Address. Local IP Address adalah suatu IP Address yang digunakan oleh suatu organisasi yang diperuntukkan untuk jaringan lokal. Sehingga organisasi lain dari luar organisasi tersebut tidak dapat melakukan komunikasi dengan jaringan lokal tersebut. Contoh pemakaian Local IP Address yaitu pada jaringan intranet. Public IP Address adalah suatu IP Address yang digunakan pada jaringan lokal oleh suatu organisasi dan organisasi lain dari luar organisasi tersebut dapat melakukan komunikasi langsung dengan jaringan lokal tersebut. Contoh pemakaian Public IP Address adalah pada jaringan internet (Jones, 2003).
20
I.5.10. TCP/IP TCP/IP
(Transmission
Control
Protocol/Internet
Protocol)
adalah
sekelompok protocol yang mengatur komunikasi data komputer di Internet. Komputer-komputer yang terhubung ke internet berkomunikasi dengan protocol ini. Bahasa yang digunakan sama yaitu protocol TCP/IP, maka perbedaan jenis komputer dan system operasi tidak menjadi masalah. TCP/IP digunakan dalam NTRIP untuk menghubungkan antara server dengan client. Pada umumnya komunikasi antar server dan client tidak hanya melibatkan antar satu server dengan satu client. Akan tetapi melibatkan jumlah server dan client yang lebih dari satu. Oleh karena itu untuk memudahkan dalam mengontrol komukasi antar server dan client, maka aplikasi Internet Protocol tidak cukup. Kinerja Internet Protocol agar lebih reliable maka dibutuhkan tambahan aplikasi yaitu Transmission Control Protocol (TCP). Fungsi TCP dalam IP yaitu mengatur komunikasi jika ada request dari sisi client. Server tidak akan memberi respond kepada client jika client tidak request kepada server (BKG, 2013). I.5.11. Port Port adalah mekanisme yang mengizinkan sebuah komputer untuk mendukung beberapa sesi koneksi dengan komputer lainnya dan program di dalam jaringan. Port dapat mengidentifikasikan aplikasi dan layanan yang menggunakan koneksi di dalam jaringan TCP/IP. Port juga mengidentifikasikan sebuah proses tertentu di mana sebuah server dapat memberikan sebuah layanan kepada client atau bagaimana sebuah client dapat mengakses sebuah layanan yang ada dalam server. Port dapat dikenali dengan angka 16-Bit (dua byte) yang disebut dengan Port Number dan diklasifikasikan dengan jenis protocol transport apa yang digunakan, ke dalam Port TCP dan Port UDP. Total maksimum jumlah port untuk setiap protocol transport yang digunakan adalah 65536 buah (Al-Bahadili, 2010). I.5.12. BKG BKG (Bundesamt für Kartographie und Geodäsie ) merupakan Federasi Kartografi dan Geodesi dibawah otoritas Kementrian Federal Dalam Negeri Jerman. Tugas utama dari BKG adalah menyediakan informasi tentang geospasial dan geoinformasi mengenai Negara Jerman. BKG GNSS Data Center (GDC) menyediakan
21
data tracking GPS dan GLONAS kepada user yang membutuhkannya. Data tracking yang disediakan oleh GDC dapat diakses oleh semua orang melalui website igs.bkg.bund.de (BKG, 2013). I.5.13. Ntripcaster 0.1.5 Ntripcaster 0.1.5 adalah software yang dikembangkan oleh BKG dan Dormundt University Department of Computer Science. Software ini dikembangkan dengan bahasa C untuk streaming data GNSS secara real time menggunakan internet. Software Ntripcaster 0.1.5 telah dites dan berjalan dengan lancar untuk Linux jenis Suse,
Gentoo,
Debian,
RetHat.
Setiap
orang
berhak
menggunakan
dan
mengembangkannya karena software ini berlisensi GPL (General Public License). Ntripcaster 0.1.5 mampu melayani 1000 NTRIP client dan 100 NTRIP server secara simultan. Ntripcaster 0.1.5 dapat menyimpan dan mengolah sourcetable yang berisi informasi NTRIP source yang tersedia, jaringan NTRIP source dan NTRIP caster serta NTRIP client yang mengirim request kepada NTRIP caster (BKG, 2003). I.5.14. Ntripserver 1.0 Ntripserver 1.0 adalah software yang dikembangkan oleh BKG untuk mengambil data GNSS dari Serial Port Connection, TCP/IP Connection, File Transfer, Sisnet Data Server Connection, UDP Connection, dan NTRIP caster Connection, kemudian mengirimkan data tersebut ke Ntripcaster via TCP/IP, Ntripcaster via RTSP/RTP, Ntripcaster via plain UDP, Ntripcaster version 1.0 (BKG, 2003). I.5.15. BNC BNC (BKG Ntrip Client) adalah software yang dikembangkan oleh BKG untuk keperluan mengunduh data dari NTRIP source. Data yang diunduh dapat berupa data raw dan RINEX data. BNC dapat di-install dalam komputer sehingga dalam satu komputer dapat digunakan sebagai NTRIP server, NTRIP caster, dan NTRIP client. BNC juga bisa digunakan untuk menguji koneksi antara NTRIP source, NTRIP server, dan NTRIP caster. Selain itu BNC juga bisa mengecek konfigurasi yang dilakukan pada NTRIP server dan NTRIP caster berhasil (BKG, 2003).
