BAB II SISTEM SATELIT NAVIGASI
Sebelum diuraikan tentang sistem satelit navigasi COMPASS, terlebih dahulu akan diulas beberapa hal mendasar yang dianggap perlu tentang sistem satelit navigasi. Satelit navigasi umumnya didesain sebagai suatu sistem satelit yang menyediakan informasi mengenai posisi tiga dimensi, kecepatan tiga dimensi, dan penentuan waktu yang teliti secara kontinyu dan simultan kepada banyak orang di seluruh permukaan bumi, tanpa tergantung waktu dan kondisi cuaca. Penentuan posisi di permukaan bumi dapat dilakukan dengan beberapa metode. Metode-metode itu dapat dikelompokkan dalam dua kelompok besar, yaitu metode penentuan posisi secara terestris dan metode penentuan posisi secara extra-terestris. Pada metode penentuan posisi secara terestris, penentuan posisi titik-titik dilakukan dengan berdasarkan kepada pengukuran dan pengamatan yang semuanya dilakukan di permukaan bumi. Metode extra-terestris diartikan sebagai penentuan posisi yang dilakukan dengan berdasarkan pengamatan atau pengukuran terhadap benda-benda di angkasa, baik yang alamiah (seperti bulan, bintang, dan quasar) maupun buatan manusia seperti satelit (Abidin, 2001). Penentuan posisi extra-terestris hingga saat ini dapat dilakukan dengan berbagai macam metode dan teknologi, antara lain : a. Astronomi Geodesi b. Fotografi Satelit c. SLR (Satellite Laser Ranging) d. LLR (Lunar Laser Ranging) e. VLBI (Very Long Baseline Interferometry) f. Transit (Doppler) g. Sistem Satelit Navigasi (GPS, GALILEO, GLONASS, COMPASS, dll) h. Dll. 8
Sementara itu, menurut Seeber (1993) metode penentuan posisi secara extra-terestris itu dapat dibagi menjadi tiga kelompok, yaitu : 1. Sistem pengamatan bumi ke angkasa a. Fotografi satelit b. SLR (Satellite Laser Ranging) c. LLR (Lunar Laser Ranging) d. Sistem Satelit Navigasi (GPS, GALILEO, GLONASS, COMPASS, dll). 2. Sistem pengamatan angkasa ke bumi a. Satelit Altimetri b. Spaceborne Laser c. VLBI (Very Long Baseline Interferometry) d. Satelit Gradiometri 3. Sistem pengamatan angkasa ke angkasa a. Satellite to satellite Tracking (SST) Beberapa metode penentuan posisi secara extra-terestris tersebut di atas, secara ilustratif dapat ditunjukkan pada Gambar 2.1 berikut ini.
Gambar 2.1 Beberapa metode penentuan posisi extra-terestris menggunakan sistem satelit dan benda langit (Abidin, 2001) 9
Dari berbagai metode penentuan posisi yang ada pada saat sekarang ini, penentuan posisi dengan menggunakan satelit navigasi adalah metode yang paling populer dan yang paling banyak diaplikasikan. Sistem fotografi satelit pada saat ini sudah tidak digunakan lagi. Sistem satelit Doppler dan astronomi geodesi sudah mulai jarang digunakan orang untuk keperluan penentuan posisi. Sedangkan sistem-sistem SLR, LLR, dan VLBI umumnya digunakan untuk melayani aplikasi-aplikasi ilmiah yang menuntut ketelitian posisi yang sangat tinggi.
2.1 Pengertian Sistem Satelit Navigasi Sistem satelit navigasi adalah suatu sistem yang digunakan untuk menentukan posisi di bumi dengan menggunakan satelit. Segmen satelit pada sistem ini akan mengirimkan sinyal berisi data posisi (koordinat bujur, lintang dan ketinggian) dan sinyal waktu kepada bagian penerima di bumi. Dengan demikian, pengguna akan mengetahui koordinat posisi serta waktu yang presisi. Prinsip penentuan posisi dengan sistem satelit ini adalah dengan cara pengukuran jarak dari satelit ke penerima. Besarnya jarak didapatkan dari waktu tempuh gelombang elektromagnetik (sinyal) yang dipancarkan oleh satelit hingga alat penerima yang ada di bumi, dikalikan dengan konstanta cepat rambat gelombang elektromagnetik dalam ruang hampa (Kahar, 2008).
2.1.1 Posisi dan sistem koordinat dalam sistem satelit navigasi Bumi bergerak dalam orbitnya yang mengelilingi matahari bersama-sama dengan planet-planet lain dalam galaksi bima sakti. Bumi juga berputar pada porosnya yang biasa disebut sebagai gerakan rotasi bumi. Sementara dua gerakan itu terjadi, kerak-kerak bumi juga bergerak relatif satu terhadap lainnya. Ketiga pergerakan bumi tersebut berpengaruh terhadap pendefinisian sistem koordinat yang digunakan dalam sistem satelit navigasi. Untuk menyatakan posisi berupa koordinat di permukaan bumi, diperlukan suatu sistem yang dapat menyatakan posisi suatu objek relatif terhadap objek lainnya. Sistem ini disebut sistem koordinat. Sistem koordinat haruslah mempunyai acuan dalam menyatakan posisi. Begitu pun dalam sistem satelit navigasi, untuk mendefinisikan posisi penerima sinyal di bumi, diperlukan suatu sistem koordinat yang mendefinisikan posisi penerima itu 10
Dalam sistem satelit navigasi, ada dua sistem koordinat yang digunakan, yaitu : a. Conventional Celestial/Inertial System (CIS) Sistem referensi koordinat ini biasanya digunakan untuk mendeskripsikan pergerakan satelit. Gambar 2.2 mendeskripsikan arah sumbu-sumbu pada sistem koordinat ini.
Gambar 2.2 Sistem koordinat CIS (ESA navipedia, 2011)
b. Conventional Terrestrial System (CTS) Sistem referensi koordinat ini disebut juga sistem koordinat terikat bumi (EarthCentred, Earth-Fixed). Arah-arah sumbu-nya dapat dilihat pada Gambar 2.3.
Gambar 2.3 Sistem koordinat CTS (ESA navipedia, 2011) 11
CIS dan CTS memiliki karakteristik masing-masing sehingga keduanya pun memiliki peran yang berbeda satu sama lainnya dalam sistem satelit navigasi. Tabel 2.1 menjelaskan perbedaan dan arah-arah sumbu dua sistem koordinat tersebut (Abidin, 2001).
Table 2.1 Karakteristik CTS dan CIS
CIS
CTS
(Earth-Centered-Space-Fixed)
(Earth-Centered-Earth-Fixed)
Sistem koordinat
Terikat langit
Terikat bumi
Titik nol sistem koordinat
Pusat bumi
Pusat bumi
Aplikasi dalam geodesi
Pendeskripsian posisi dan
Pendeskripsian posisi dan
satelit
pergerakan satelit
pergerakan titik-titik Berada dalam bidang meridian
Sumbu X
Mengarah ke vernal equinox
Greenwich (meridian nol) dan terletak pada bidang ekuator bumi
Sumbu Z
Sumbu Y
Mengarah ke CEP pada epok standar J2000.0
Mengarah ke CTP
Tegak lurus sb x dan sb z, serta
Tegak lurus sb x dan sb z, serta
membentuk sistem koordinat
membentuk sistem koordinat
tangan kanan
tangan kanan
Keterangan :
CEP (Conventional Ephemeris Pole) adalah posisi bebas dilangit dari sumbu momentum sudut bumi (sumbu rotasi bumi).
CTP (Conventional Terestrial Pole) adalah kutub menengah bola langit pengganti CIO (Conventional Internasional Origin).
CIO (Conventional Internasional Origin) adalah posisi rata-rata sumbu rotasi bumi dari tahun 1900 hingga tahun 1905. 12
Hubungan antara CIS (sistem koordinat yang mendefinisikan posisi satelit) dengan CTS (sistem koordinat yang mendefinisikan posisi titik-titik stasiun kontrol yang ada di bumi) bisa ditentukan dengan memperhitungkan sejumlah elemen yang mempengaruhinya, yaitu : a. Presesi (precession) b. Nutasi (nutation) c. Pergerakan kutub (polar motion) Keterangan lebih lanjut mengenai apa itu presesi, nutasi dan pergerakan kutub dapat dilihat dalam (Seeber, 1993).
2.1.2 Sistem waktu Kehidupan sehari-hari mengikuti silih bergantinya siang dan malam, lalu musim dan tahun, dan kemudian konsep tentang perhitungan waktu didasarkan oleh gerakan matahari. Walaupun demikian, seiring berkembangnya ilmu pengetahuan dan teknologi, diperlukanlah sebuah sistem perhitungan waktu yang seragam, lebih tepat, dan didefinisikan dengan baik. Beberapa referensi waktu sedang digunakan saat ini. Referensi waktu itu dihitung berdasarkan proses-proses periodik yang berbeda terkait dengan rotasi bumi, langit, atau transisi antara tingkat energi dalam osilasi atom. Secara garis besar referensi waktu itu terbagi menjadi tiga jenis, yaitu (Hofmann-Wellenhof et al, 2008 dan Abidin, 2001) : a. Solar and Sidereal time Solar time adalah sistem waktu yang dihitung berdasarkan posisi matahari. Sidereal time adalah sistem waktu berdasarkan lamanya waktu bumi berotasi relatif terhadap posisi bintang yang tetap (1 kali putaran rotasi). b. Dynamic time Dynamic time adalah sistem waktu berdasarkan pergerakan planet di tata surya. c. Atomic time Atomic time merupakan sistem waktu yang dihitung berdasarkan osilasi elektromagnetik yang dihasilkan oleh transisi kuantum suatu atom (Abidin, 2001)
13
Tabel 2.2 merangkum sistem-sistem waktu yang digunakan di dunia terkait proses periodik-nya. Table 2.2 Sistem-sistem waktu (Hofmann-Wellenhof et al, 2008) Periodic process Earth rotation
Earth revolution
Time Universal Time (UT0, UT1, UT2) Greenwich Sidereal Time (Ɵ) Terrestrial Dynamic Time (TDT) Barycentric Dynamical Time (BDT) Temps Atomique International (TAI)
Atomic oscillator
Universal Time Coordinated (UTC) GNSS reference time
2.1.3 Karakteristik sistem satelit navigasi Sistem satelit navigasi mempunyai karakteristik tersendiri yang membuatnya lebih menarik untuk digunakan dan diaplikasikan dalam kehidupan sehari-hari, baik bidang praktis maupun keilmuan. Karakteristik tersebut antara lain (Abidin, 2001) : 1. Dapat digunakan setiap saat tanpa tergantung cuaca dan waktu. 2. Wilayah cakupan yang luas (meliputi hampir seluruh dunia). 3. Relatif tidak terpengaruh oleh kondisi topografi daerah survey. 4. Posisi yang ditentukan oleh suatu sistem satelit navigasi mengacu ke suatu datum dan sistem referensi koordinat tertentu, sehingga posisi yang diberikan dimana pun penentuan posisi dilakukan, akan selalu mengacu pada sistem yang sama. 5. Ketelitian yang dihasilkan dapat mencapai orde mm (millimeter) yang artinya sangat teliti, namun juga bisa digunakan untuk keperluan real time dengan ketelitian yang lebih rendah. 6. Pada beberapa sistem, untuk pemakaian layanan standar tidak dikenakan biaya. 7. Dengan perkembangan teknologi saat ini, peralatan receiver yang diperlukan pengguna semakin lama semakin murah harganya, semakin kecil ukurannya, semakin mudah mengoperasikannya dan semakin banyak fasilitas yang disediakan. 8. Semakin banyak bidang yang dapat menggunakannya. 14
Sistem satelit navigasi merupakan sistem yang menarik dan paling banyak digunakan dalam metode penentuan posisi karena berbagai keuntungan yang diberikannya dibandingkan metode yang lainnya, namun bukan berarti sistem satelit navigasi tidak mempunyai kekurangan dalam penggunaannya. Beberapa karakteristik sistem satelit navigasi yang kurang menguntungkan antara lain : 1. Dalam melakukan pengukuran, adanya penghalang antara satelit dan receiver dalam menerima data, akan menyebabkan beberapa gangguan pada data yang diperoleh, atau sistem tidak akan bekerja maksimal (seperti di dalam gedung, terowongan, bawah tanah, pohon, hutan, dll). 2. Data komponen posisi tinggi yang diberikan tidak se-teliti komponen posisi horisontalnya (lintang dan bujur). 3. Proses pengolahan datanya tidak mudah, sehingga diperlukan ahli dan tenaga khusus untuk melakukannya.
2.1.4 Segmen-segmen sistem satelit navigasi Pada umumnya, sebuah sistem satelit navigasi dibangun oleh 3 segmen pembentuk, yaitu : a. Segmen angkasa (space segment) Segmen angkasa adalah segmen dari sistem satelit navigasi yang berada di angkasa yang dalam hal ini berkaitan dengan konstelasi dari sejumlah satelit yang digunakan pada lintasan orbitnya masing-masing. b. Segmen sistem kontrol (control system segment) Secara umum segmen sistem kontrol adalah segmen yang berada di bumi yang bertugas untuk mengatur dan mengontrol kerja sistem satelit secara keseluruhan. Segmen sistem kontrol berfungsi mengontrol dan memantau operasional satelit dan memastikan bahwa satelit berfungsi sebagaimana mestinya.
15
Fungsi ini mencakup beberapa tugas dan kewajiban, antara lain (Abidin, 2001) : 1. Menjaga agar semua satelit masing-masing berada pada posisi orbit yang seharusnya (station keeping). Hal ini dilakukan dengan cara mengamati semua satelit secara terus menerus, memprediksi ephemeris satelit dan karakteristik dari jam satelit, secara periodik memperbarui navigation message untuk setiap satelit. 2. Memantau status dan kesehatan dari semua sub-sistem (bagian) satelit. 3. Memantau panel matahari satelit, level daya baterai, dan propellant level yang digunakan untuk manuver satelit. 4. Menentukan dan menjaga waktu sistem satelit. c. Segmen pengguna (user segment) Segmen pengguna terdiri dari para pengguna sistem satelit ini, baik di darat, laut dan udara, maupun di angkasa. Dalam hal ini alat penerima sinyal sistem satelit navigasi (receiver) diperlukan untuk menerima dan memproses sinyal-sinyal dari satelit untuk digunakan dalam penentuan posisi, kecepatan dan waktu. Komponen utama dari suatu receiver sistem satelit navigasi adalah antena (penangkap sinyal) dan pemroses sinyal hingga menjadi informasi yang dibutuhkan pengguna sistem satelit navigasi.
Segmen-segmen sistem satelit navigasi tersebut, dapat diilustrasikan pada Gambar 2.4 berikut ini.
Gambar 2.4 Segmen-segmen satelit navigasi (basdargeophysics.wordpress.com, 2012) 16
2.2 Global Navigation Satellite System (GNSS) GNSS atau Global Navigation Satellite System adalah sistem satelit navigasi yang mempunyai wilayah cakupan global (seluruh dunia). Saat ini GNSS terdiri dari empat teknologi satelit utama, yaitu sistem GPS milik Amerika Serikat, sistem GLONASS milik Rusia, sistem GALILEO milik Uni-Eropa, dan sistem COMPASS/Beidou milik China. Sistem satelit navigasi pertama dunia adalah TRANSIT, sistem yang dikembangkan oleh militer Amerika pada tahun 1960-an. Operasi sistem ini menggunakan prinsip Doppler, yaitu dengan memanfaatkan perbedaan frekuensi sinyal yang dipancarkan satelit di angkasa, dengan frekuensi sinyal yang diterima oleh alat penerima di titik yang akan ditentukan (Kahar, 2008). Masing-masing teknologi itu mempunyai karakteristik berbeda satu sama lain, mempunyai kelebihan dan kekurangan masing-masing, yang nantinya secara bersama-sama akan mewujudkan GNSS. Saat ini, hanya teknologi GPS yang beroperasi penuh secara stabil dan global, sedangkan tiga sisanya masih dalam tahap pengembangan kualitas atau perbaikan. Sistem GNSS akan lebih jelas dan baik lagi jika nanti semua teknologi itu telah selesai dibangun. Seiring dengan kemajuan teknologi, sistem GNSS juga mengalami kemajuan baik segi teknologi, kemampuan, bahkan kerjasama antar sistem tersebut. Hal ini dilakukan demi meningkatkan kualitas sistem bagi para pengguna nantinya. Dengan demikian, pembahasan mengenai perkembangan sistem GNSS ini penting untuk dilakukan.
2.2.1 Kinerja GNSS Kinerja sistem navigasi yang paling biasa dijadikan patokan adalah dalam hal akurasi dan berapa banyak waktu yang dapat digunakan untuk aplikasi tersebut (ketersediaan). Namun, parameter kinerja lainnya dapat menjadi penting untuk beberapa aplikasi. Misalnya, ketika sistem navigasi digunakan dalam bidang navigasi udara atau maritim, kesalahan yang tidak disadari dapat meningkatkan resiko kecelakaan, mungkin menyebabkan kerusakan barang, cedera pada orang atau bahkan kematian. Kesalahan ini bisa saja terjadi bukan karena masalah akurasi saja, karena itulah diperlukan parameter-parameter kinerja lainnya.
17
Komunitas Penerbangan Internasional mengajukan empat parameter kinerja umum dalam sistem navigasi yang akhirnya dijadikan parameter kinerja GNSS oleh US Federal Radionavigation Plan pada tahun 2008. Parameter itu ialah : a. Akurasi, yaitu ketepatan dalam pengukuran posisi dan waktu. b. Ketersediaan, yaitu persentase waktu pelayanan sistem yang dapat digunakan pengguna. c. Kontinuitas, yaitu kemampuan sistem secara keseluruhan untuk menjalankan fungsinya tanpa gangguan selama masa operasional. d. Integritas, yaitu ukuran kepercayaan atas kebenaran informasi yang diberikan sistem navigasi. Semua parameter kinerja diatas sebaiknya dipenuhi oleh penyedia sistem GNSS, bahkan prinsip ini menjadi landasan dalam mendesain dan mengembangkan teknologi satelit navigasi (ESA navipedia, 2011).
2.2.2 Augmentasi GNSS Augmentasi dari GNSS adalah metode yang dilakukan untuk meningkatkan kinerja sistem, seperti akurasi, ketersediaan, kontinuitas, dan integritas dengan cara penambahan informasi eksternal ke dalam sistem GNSS tersebut. Saat ini, metode-metode yang banyak digunakan dalam augmentasi sistem GNSS adalah : a. Satellite-based Augmentation Systems b. Ground-based Augmentation System c. Differential GNSS Bagian ini terbagi lagi menjadi beberapa metode, yaitu : a. Teknik Real Time Kinematic (RTK) b. Teknik Wide Area RTK c. Precise Point Positioning
Penjelasan lebih lanjut mengenai teknik augmentasi ini dapat dilihat pada situs navipedia.net/GNSS Augmentation.
18
2.2.3 Arsitektur pengguna GNSS GNSS memiliki berbagai macam konfigurasi sinyal pelayanan yang dapat digunakan para pengguna. Bagian berikut ini merupakan kesimpulan dari konfigurasi metode pelayanan yang dapat digunakan oleh pengguna sistem GNSS, antara lain : a.
Stand-Alone Satellite Navigation Merupakan metode paling dasar dan paling umum yang digunakan pada pengguna GNSS. Contohnya aplikasi yang membantu menemukan alamat pada kendaraan, atau navigasi kapal.
b. Differential GNSS (DGNSS) Navigation Adalah metode untuk meningkatkan akurasi penggunaan stand-alone. Contohnya banyak digunakan pada aplikasi pekerjaan survey, seperti deformasi, penurunan muka tanah, dll. c. GNSS Indoor Navigation Merupakan layanan sistem GNSS yang dapat digunakan dalam ruangan. Namun sistem ini masih memerlukan penelitian lebih lanjut dan masih dalam tahap pengembangan. d. Location-Based Services Pada aplikasi ini perhatian utama bukanlah menentukan posisi pengguna, namum bagaimana posisi pengguna ini tersambung dengan lingkungan sekitarnya. Contohnya seseorang yang mencari restoran di dekat posisinya berada melalui GNSS yang dipasang pada telepon genggamnya.
Banyak lagi metode pelayanan yang ditawarkan oleh sistem GNSS, lebih lengkapnya dapat dilihat pada GNSS Application and Methods (Gleason and Demoz Gebre-Egziabher, 2009).
19
2.2.4 Prinsip kompatibilitas dan interoperabilitas GNSS Dalam beberapa dekade terakhir, berbagai sistem satelit navigasi global dan regional yang baru telah diumumkan. Salah satu alasan teknis banyaknya sistem satelit navigasi pada masa sekarang ini adalah bahwa sistem GNSS tunggal sering tidak cukup untuk menjamin sasaran kinerja pengguna, terutama dalam kondisi seperti di perkotaan. Oleh karena itu munculnya
sistem
GNSS
baru
memerlukan
diskusi
tentang
kompatibilitas
dan
interoperabilitas antara masing-masing penyedia layanan (ESA navipedia, 2011). International Committe on Global Navigation Satellite System (ICG) menyatakan, kompatibilitas adalah kemampuan sistem satelit navigasi global maupun regional dan augmentasinya, dapat digunakan terpisah atau bersama-sama tanpa menyebabkan gangguan atau ancaman bagi satu sama lain. Dua aspek yang sering dipertimbangkan dalam prinsip kompatibilitas adalah : a. Kompatibilitas frekuensi. b. Pemisahan spektrum antara sinyal layanan authorized dengan sinyal lainnya. Pengertian interoperabilitas yang didefinisikan oleh ICG adalah kemampuan sistem satelit navigasi global atau regional serta layanan yang disediakan, dapat digunakan bersama untuk mewujudkan kapabilitas yang lebih baik pada level pengguna. Lebih jauh lagi, prinsip interoperabilitas antar sistem GNSS sering dibicarakan pada dua level berbeda, yaitu sistem dan sinyal.
2.2.5 Aplikasi GNSS Saat ini, sistem GNSS telah banyak digunakan baik oleh warga sipil maupun militer. Sinyal GNSS yang bebas dan tersedia diseluruh dunia membuat sistem ini bisa digunakan dalam bidang apapun. Pada bagian ini penggunaan GNSS akan dibagi menjadi beberapa kategori, antara lain : a. Navigasi perorangan.
f. Penelitian ilmiah.
b. Aplikasi luar angkasa.
g. Aplikasi kelautan.
c. Aplikasi penerbangan.
h. Dll.
d. Geodesi dan surveying. e. Aplikasi eksplorasi alam. 20
2.2.6 Teknologi GNSS a) GPS (Global Positioning System) Pada tahun 1973, Angkatan Laut Amerika Serikat bekerjasama dengan Angkatan Udaranya mengembangkan sistem satelit navigasi pertama yang disebut dengan Defence Navigation Satellite System (DNSS). Pada awalnya satelit ini digunakan untuk penentuan lokasi dalam rangka mendukung operasi kapal-kapal selam, mendukung misil balistik Amerika Serikat, tetapi kemudian juga digunakan oleh kapal-kapal untuk keperluan ilmiah. Program satelit awal ini berakhir pada tahun 1996 dan diambil alih fungsinya oleh GPS (Bakara, 2011). GPS yang telah diluncurkan pada tahun 1978 merupakan suatu konstelasi yang terdiri dari 24 satelit pada 6 bidang orbit digunakan untuk menentukan setiap lokasi objek dan penentuan waktu di bumi secara akurat. GPS ini dikendalikan oleh Komando Antariksa Angkatan Udara Amerika Serikat. Di samping melayani keperluan militer Amerika Serikat, sistem ini juga telah melayani pengguna sipil secara global. Sistem GPS mampu memberikan informasi posisi lokasi dengan tingkat ketelitian dari meter hingga millimeter tergantung receiver dan metode yang digunakan dalam penggunaannya. Konstelasi satelit GPS beroperasi pada orbit-orbit lingkaran dengan ketinggian 10.900 nautical miles (nm) atau sama dengan 20.200 km dengan umur satelit rata-rata 7,3 tahun-7,8 tahun. Sistem ini telah beroperasi secara penuh pada tahun 1994, dimana segmen kendali GPS terdiri atas suatu jaringan yang dijejak dari stasiun pengendali Master Control Station (MCS) di Colorado Springs, Colorado. Stasiun pengendali ini disebut juga segmen sistem kontrol, digunakan untuk menentukan dan memprediksi satelit, penempatan, memonitor waktu dan integritas sistem. Informasi yang dikirim ke MCS dari monitor station, kemudian menghasilkan pembaharuan pesan untuk masing-masing satelit GPS secara teratur. Satelit tersebut kemudian mensinkronkan waktu dan melakukan penyesuaian model orbital internal yang kemudian kembali dikontrol oleh monitor station dan MCS.
21
b) GLONASS GLONASS adalah sistem satelit navigasi global milik Uni Soviet (Rusia) yang pengembangannya telah dimulai pada tahun 1976. GLONASS mulai beroperasi pada tahun 1991 walaupun pengembangan konstelasi secara penuh terselesaikan tahun 1996. Satelit GLONASS terdiri dari konstelasi 24 satelit, dan sekarang sedang berada dalam tahap recovery karena umur beberapa satelit telah berakhir dan tidak layak beroperasi. Sistem satelit ini berada dalam 3 bidang orbit dimana kedudukan satu satelit dengan satelit lainnya terpisah dengan jarak 120°. Satelit beroperasi pada ketinggian 19.100 km di atas permukaan bumi dengan inklinasi 64.8° dan siklus perputaran satelit mengelilingi bumi 11 jam 15 menit (Sudibyo, 2008). Stasiun pengendali GLONASS seluruhnya ditempatkan di Uni Soviet (Rusia). Pusat pengendalian di darat berlokasi di Moscow dan Stasiun Telemetry dan Tracking yang disebut Receiving Monitor Station (RMS) berlokasi di St. Petersburg, Ternopol, dan Eniseisk. Satelit GLONASS dapat menyiarkan data melalui stasiun pengendali di darat, namun demikian, sistem satelit GLONASS belum mampu berdiri sendiri sebagai satelit penentuan posisi. Sistem ini masih menggunakan sistem rangkap GPS+GLONASS dalam metode Real Time Kinematics GPS (RTK-GPS). Maksudnya, dalam penentuan posisi, sistem satelit GLONASS penggunaannya masih terintegrasi dengan satelit GPS, dan hal ini telah terbukti sangat menguntungkan untuk digunakan dalam suatu wilayah yang sulit dijangkau oleh area jangkauan satelit GLONASS sendiri.
22
c) Satelit GALILEO Program GNSS GALILEO
adalah program sistem satelit navigasi global yang
dilakukan oleh Uni-Eropa. Uni Eropa bertanggung jawab untuk dimensi politik dan untuk pengaturan sasaran program pengembangan, kemudian ESA secara teknis mengembangkan dan mensahkan sistem satelit tersebut. Pengembangan program GNSS GALILEO ini dilatarbelakangi karena para pengguna navigasi satelit tidak mempunyai alternatif pilihan selain menggunakan GPS atau GLONASS. Karena itu, maka pada tahun 1990-an Eropa merasa perlu untuk memiliki sistem satelit navigasi global sendiri (ESA, 2011). Satelit pertama sistem ini adalah GALILEO In-Orbit Validation Element-A (GIOVEA) diluncurkan pada tanggal 28 Desember 2005, dan satelit kedua GIOVE-B diluncurkan pada bulan April 2008. (Bakara, 2011). Satelit awal ini digunakan untuk mengumpulkan data yang akan dipakai oleh jaringan satelit GALILEO nantinya dan sekaligus mempersiapkan posisi orbit satelit-satelit berikutnya. Setelah beroperasi secara penuh sistem ini akan terdiri dari konstelasi 30 satelit dengan rincian 27 satelit aktif dan 3 satelit backup. GALILEO akan memberikan data yang lebih cepat dan akurat hanya dalam radius 1 meter, dibandingkan dengan GPS yang hanya memberikan keakuratan dalam radius 3 meter. Program satelit GALILEO yang terdiri dari konstelasi 30 satelit akan ditempatkan dalam 3 bidang orbit MEO (Medium Earth Orbit). Sistem GALILEO akan memberikan pelayanan sebagai berikut (Bakara, 2011) : 1. Layanan terbuka yaitu layanan yang bebas untuk setiap pengguna. 2. Layanan aplikasi Safety-Of-Life (SOL) yaitu untuk aplikasi keselamatan transportasi. 3. Layanan komersil. 4. Public Regulated Service (PRS). 5. Search and Rescue Service (SAR). Pengaturan layanan untuk publik akan digunakan dengan kelompok governmentauthorized seperti polisi dan penjaga pantai. Sistem satelit GALILEO memiliki jaringan stasiun sensor, dan akan termonitor di seluruh dunia. Memiliki 2 (dua) stasiun pengendali yang berlokasi di Eropa. Data tersedia untuk para pemakai dimanapun melalui satelit GALILEO atau terpusat melalui sistem kendali GALILEO.
23
d) COMPASS COMPASS adalah sistem satelit navigasi global yang dibangun oleh negara China dalam rangka membangun sistem satelit yang independen. Sistem COMPASS yang juga dikenal dengan nama Beidou-2 ini sedang dibangun untuk menyediakan penentuan posisi dan layanan pesan komunikasi bagi pihak militer maupun pihak sipil. COMPASS merupakan GNSS jenis ke empat di dunia, setelah sebelumnya GPS, GLONASS dan GALILEO. Pembangunan program ini telah disetujui oleh pemerintah China pada tahun 2004. Sistem ini diaktifkan untuk uji coba pada tanggal 27 desember 2011, dan akan menawarkan penentuan posisi yang presisi serta layanan navigasi untuk wilayah Asia-Pasifik pada tahun 2012. Kemudian akan diperluas cakupan wilayah layanannya menjadi cakupan global pada tahun 2020. COMPASS terdiri dari satelit yang ditempatkan pada orbit geostasioner (GEO), satelit geosinkronus dengan inklinasi 55° (IGSO), dan satelit medium earth orbit (MEO) pada ketinggian sekitar 21.500 km juga dengan inklinasi 55°. Satelit pertama, COMPASS-M1, telah diluncurkan pada tahun 2007, diikuti dengan COMPASS-G2 pada tahun 2009. Lima satelit diluncurkan pada tahun 2010, tiga satelit pada tahun 2011, dan lima satelit akan diluncurkan pada tahun 2012. Sistem COMPASS akan melayani dua jenis layanan, yaitu layanan gratis untuk pengguna sipil dengan tingkat akurasi posisi sekitar 10 m di China, akurasi kecepatan sekitar 0.2 m/s, dan akurasi pengukuran waktu mencapai 50 ns. Pelayanan yang resmi atau authorized dengan tingkat akurasi yang lebih tinggi akan digunakan oleh pihak militer. Sistem ini juga menyediakan layanan komunikasi pesan singkat antara pengguna dengan stasiun kontrol. Pembangunan dan pengembangan sistem ini meliputi tiga tahap pembangunan. Tahap pertama adalah tahap percobaan yang hanya melayani wilayah regional China. Tahap kedua dengan konstelasi yang lebih besar dari tahap pertama dapat melayani wilayah Asia-Pasifik. Dan pada tahap terakhir pembangunan sistem ini, konstelasi satelit COMPASS akan terdiri dari 5 satelit GEO, 3 satelit IGSO dan 27 satelit MEO yang dapat melayani wilayah global pada tahun 2020 (CSNO, 2011).
24
