MULTIBEAM SONAR/ECHOSOUNDERS SYSTEM (SIMRAD EM 1000)
SK RIPS! Diserahkan kepada Jurusan Teknik Geodesi Fakutas Teknik Sipil dan Perencanaan Institut Teknologi Bandung
Oleh : DIKDIK NUR ZATNA 151 91 010
Sebagai salah satu syarat untuk menyelesaikan Program Pendidikan Teknik Strata Pertama Bidang Teknik Geodesi
GEODESIC JURUSAN TEKNIK FAKULTAS TEKNIK SIPIL DAN PERENCANAAN INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG 1996
ABSTRACT
in order to seabed mapping, Multibeam SonarfEchosounders are rapidly come into general use as complement of the Singlebeam Echosounders which have been available for this several decades. Multibeam Sonar/Echosounders give a much higher pointing depth sampling density than Singlebeam Echosounders and allowing a large sounding of line `pacing, thus thats all factors significantly decrease required survey time and cost.
This paper discusses EM 1000 Multibeam Sonar/Echosounder Systems member of Norway SIMRAD's , which describes on : theoretical sonar systems and underwater acoustics used for apkcation of Oceanics sciences, basic concept muliibeam sonar/echosounder, operational principles, and description ofEM 1000 systems unit
INTI SARI
t•ntuk pemetaan dasar laut, Sistem Echosounder berkas banyak akan lebih senng digunakan di masa mendatang, sebagai pelengkap dari Singlebeam Echosounder yang telah banyak digunakan pada beberapa dekade mi. Multibeam
sonar/Echosounder
memberikan
kerapatan
titik-titik
kedalaman yang lebih tinggi dibanding Singlebeam Echosounder, angkauan spasi lajur pemeruman yang lebih jauh , dimana semua faktor :ersebut tentunya dapat menunuikan waktu dan biaya survei.
Skripsi ini membahas EM 1000 Multibeam Senar/cEchosounder Systems buatan perusahaan SIMRAD Norwegia, dengan kajian : sistem sonar dan akustik bawah air sebagai landasan teoritik untuk aplikasi ilmu-ihnu kelaulan, konsep dasar multibeam sonar/echosounder, prinsip-prinsip operasionab dan deskripsi unit sistem EM 1000.
T.A PENGANTAR in RA(T
iv
: {F'I'AR ISI
v
: \FI•AR GAMBAR
ix
: AI-TAR TABEL
xi i
{I "1'AR SKEMA
xii'
)AFTAR FOTO ._ APAN TER \IA KASIH :s AB 1 PENDAHULLTAN
xiv xv 1
1.1 Sejarah Perkembangan
3
1.2 Keberadaan Multibeam Sonar/Echosounder System
6
1.3 Maksud dan Tujuan
7
1.4 Perumusan Masalah
7
1.4.1 Pokok Kajian
7
1.4.2 Batasan Masalah
8
1.4.3 Manfaat Kajian
8
1.5 Metodologi Pembahasan Masalah
9
1.5.1 Model Pembahasan SecaraSkematik
9
1.5.2 Sistematika Pembahasan
9
1.6 Sumber Data dan Bahan Penulisan
10
BAB II LIASAR '1'EORI 2.1 Perincian Desain Sonar (Sonar Design Details)
11 11
2.1.1 Bentuk dan durasi pulsa sonar
11
2.1.2 Sudut pancaran pulsa akustik
12
2.1.3 Frekwensi 2.1.4 Resolusi Sonar
13 15
2.1.4.1 Resolusi jarak (Rangeacrosstrack resolution)
15
2.1.4.2 Resolusi transversal (transversal/alongtrack resolution)
16
2.2 Pengertian Akustik Bawah Air
17
2.2.1 Cepat rambat gelombang akr'stik di dalam medium air laut
18
2.2.2 Penentuan harga cepat rambat akustik pada kedalaman tertentu
18
2.2.2.1 Pengamatan langsung dengan sound velocimeter
19
2.2.2.2 Pengamatan kondisi fisik air laut
19
2.2.3 Pemantulan gelombang akustik
20
2.2.4 Pembelokkan lintasan gelombang akustik (raybending)
20
2.3 Persarnaan Sonar
22
2.4 Prinsip Dasar Multibeam
24
2.5 Sistem Koordinat Kapal
27
2.6 Pergerakan Rotasi (Pitch, Roll) dan Gerakan naik tunm
kapal (Heave)
28
2.7 Kalibrasi survei
29
2.7.1 Kalibrasi Roll
29
2.7.2 Kalibrasi profil cepat rambat akustik
32
2.7.3 Kalibrasi Pitch
34
2.7.4 Kalibrasi Gyro
36
2.8 Reduksi Kedalanran
39
2.9 Transformasi sistem koordinat siku-siku transduser
ke sistem koordinat siku-siku kapal akibat pengaruh rotasi (pitch,roll) dan translasi (offset antena receiver)
40
2.10 Keberadaan Sistem Multibeam SonarfEchosounder di dunia dan
aplikasinya 2.11 Aplikasi dari Teknologi Multibeam Sonar/Echosounder System
46
50
B- ; III SINIRAD EM 1000
52
3.1 Tinjanan Umurn SIMRAD EM 1000
52
3 2 Mode Operasional SIMRAD EM 1000
52
3.2.1 Shallow mode
52
3.2.2 Medium mode
53
3.2.3 Deep mode
53
3.2.4 Embankment mode
55
3.3 Unit Utania Sistem EM 1000
59
3.3.1 Transduser
59
3.3.1.1 Pemasangan transduser
60
3.3.1.2 Perlindungan transduser
61
3.3.1.3 Unit Hull
61
3.3.2 Unit Transceiver
63
3.3.3 Unit Detektor Dasar Laut
66
3.3A Unit Operator
65
3.15 Unit Quality Assurance
67
3.4 Operasional EM 1000
69
3.4.1 Inisialisasi sistem
69
3.4.1.1 Offset posisi transduser
70
3.4.1.2 Kalibrasi survei
70
3.4.1.3 Penunjuk waktu
70
3.4.1.4 Start Echosounder
71
3.4.2 Menu EM 1000
71
3.4.2.1 Transmit Mode
71
3.4.2.2 Deskripsi menu EM 1000
72
3.5 Tinjauan perangkat lunak NEPTUNE
74
3.5.1 Modal perangkat lunak NEPTUNE
74
3.5.2 Skema pengolahan data perangkat lunak NEPTUNE.
77
BAB IV PENUTUP
78
4.1 Ringkasan
78
4.2 Kesimpulan clan kontr•ibusi penulis (dalani bentuk saran)
80
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIR4N SPESIE KASI `1'EKNIK SIMRAD EM 1000
DAFTAR GA MBAR BAB II SISTEM SONAR DAN AKUS'17K BAWAH AIR Gambar 2.1
Bentuk dan Durasi Pulsa
12
Gambar 2.2
Diagram Pola penyebaran Intensitas akustik
13
Gambar 2.3
Sudut datang dan Panjang pulsa
16
Gambar 2.4 Pengaruh jarak terhadap Resolusi Transversal
17
Gambar 2.5.a Model pembelokkan lintasan akustik
20
2.5 b Model pembelokkan lintasan akustik pada Multibeam
21
Gambar 2.6 Geometri Pancaran Multibeam
25
Gambar 2.7 Model geometri pendekatan kedalaman
26
Gambar 2.8 Sistem Koordinat kapal
27
Gambar 2.9 Pergerakan kapal pada sumbu x dan y (Roll, dan Pitch)
28
Gambar 2.10 Pengaruh pergerakan roll
28
Gambar 2.11 Pengaruh pergerakan pitch
29
Gambar 2.12 Pengaruh Heave
29
Gambar 2.13 Tampak samping lajur survei (Kalibrasi Roll)
30
Gambar 2.14 Tampak atas (Kalibrasi Roll)
31
Gambar 2.15 Kalibrasi Roll, Profil melintang sebelum dihimpitkan (NEPTUNE)
31
Gambar 2.16 Kalibrasi Roll, Profil melintang setelah dihimpitkan (NEPTUNE) Gambar 2.17a Kalibrasi Cepat rambat akustik
32
2.17 b Model pendekatan penampaag dasar laut pada kalibrasi profil cepat rambat alcustik Gambar 2.18 Kalibrasi Pitch
32 35
Gambar 2.19 Kalibrasi Pitch, Profil melintang sebelum dihimpitkan (NEPTUNE)
36
Gambar 2.20 Kalibrasi Pitch, Profit melintang setelah dihimpitkan (NEPTUNE)
36
Gambar 2.21 Kalibrasi Gyro
38
Gambar 2.22 Offset antena Receiver
40
Gambar 2.23 Geometri Translasi dan Rotasi
41
Gambar 2.24 Transfnrmasi akibat gerakan Pitch
42
Gambar 2.25 Transformasi akibat gerakan Roll
43
BAB III S1MRAD EM 1000 Gambar 3.1 Geometri pancaran 190`'
56
Gambar 3.2 Geometri pancaran Multibeam
57
Gambar 3.3 Transduser EM 1000
60
Gambar 3.4 Unit Hull EM 1000
61
Gambar 3.5 Tampilan Unit Detektor Dasar Laut
67
Gambar 3.6.a Contoh tampilan Unit Quality Assurance
68
Gambar 3.6.b Unit Remote Control
69
Gambar 3.7 Menu EM 1000
71
Gambar 3.8 Contoh tampilan pada Unit Operator
73
Gambar 3.9 Tampilan NEPTUNE "Survey Control Window'
75
Gambar 3.10 Contoh Tampilan Binstat
76
DAFTAR TABEL BAB II SISTEM SONAR DAN AKUS I1K BAWAH AIR Tabel 1 Pembagian fi-ekwensi pulsa berdasarkan kemampuan penetrasinya (secara pendekatan), [Sumber : Mazel, Charles, Sidescan Sonar Tranming Manual]
14
Tabel 2 Besarnya perubahan harga cepat combat akustik (secara pendekatan) [Sumber : `Principles Underwater of Sound, J. Urick ]
18
Tabel 3 Kode parameter sonar
23
Tabel 4 Spesifikai SaBeam 1075
46
Tabel 5 Inrplementasi pemasangan Multibeam sonar dari SeaBeam
47
Tabel 6 Karakteristik Multibeam Atlas Fansweep
48
Tabel 7 Implementasi pemasangan Multibeam dari SIMRAD
49
BAB III SIMRAD EM 1000 Tabel 8 Mode Operasional EM 1000
55
Tabel 9 Deskripsi Menu EM 1000
72
BAB IV PENUTUP Tabel 10 Spesifikasi Utama Sistem EM 1000
79
Tabel 1 lKeung ulan teknologi Multibeam
80
Tabel 12 Perbandingan jarak tempuh pemeruman Multibeam dari SIMRAD [Pohner, 1991]
83
Tabel 13Perbandingan spasi perum Multibeam dari SIMRAD dengan Sin lebeam [Pohner, 1991] Tabel 14 Keterbatan yang ada pada Multibeam SIMRAD EM 1000
83 84
BAB N PENUTUP 4.1 Ringkasan
EM 1000 merupakan teknologi Multibeam Sonar/Echosounder System untuk pemetaan laut dari kedalaman 3 sampai 1000 m dibawah transduser, dengan frekwensi yang digunakan 95 kHz. Lebar jangkauan (swath coverage) tergantung dari kedalaman yang dapat dicapai. Transduser yang digunakan merupakan susunan dari beberapa stave (saluran pancar terima) yang dikonfigurasikan seperti matriks (array). Jumlah stave seluruhnya sebanyak 128. Jumlah stave yang bekerja tergantung dari mode operasional yang dijalankan [Lihat 3.2 Mode Operasional ].
Tiap-tiap stave akan memancarkan beam secara simultan . Pola Geometri berkas pancaran yang dibentuk dari gabungan tiap-tiap pancaran stave menyerupai kipas. Sudut cakupan horisontal dari berkas pancaran yang ditransmisikan oleh gabungan stave tranvceiver beam berkisar antara 60° sampai 190°. [Lihat 3.2 Mode operasional]. Sedangkan berkas sudut pancaran yang ditransmisikan oleh tiap stave untuk arah depanbelakang (fore and aft) sebesar 3.3°. [Lihat 3.3.1 Transduser]
DAFTAR PUSTAKA Abidin, H Z. (1994) : Pemetaan laut Indonesia : Beberapa Aspek dan Permasalahannya, Karya ilmiah.
Dikdik, N Z. (1995) : Pengolahan Data Bathimetri dan Sidescan Sonar (Kasus JelitaIDaerah Konsesi Maxus Southeast Sumatra Lokasi Pengeboran Min yak Lepas Pantai Laut Jawa), Laporan Keyja Praktek, jurusan Teknik Geodesi fl'B, Bandung.
Hammerstad-Pohner. (1991) : Ultra Wide Swath Deep Sea Interferometric Multi beam Echo sounder with Sea Bottom Imaging System, journal SIMRAD Subsea A/S, Horten, Norway.
Ingham, A E. (1975) : Sea Surveying, John Willey and Sons Ltd., New York.
Mazel, Charles. (1985) : Sidescan Sonar Trainning Manual , Klein Associate.
Medwin and Clay (1977) : Acoustical Oceanografr, John Wiley and Son, New York.
Pohner. (1991) : Advanced Techniques for Bathimetrics Surveys. Aplication for Submarine Cable Route, Paper presented at Suboptic, Versailles.
Toncia, H. (1994) : Evaluation A Deep Water Wide Swath Echosounder, journal.
Urick, Robert J. (1976) : Principles of Underwater Sound, Mc Graw Hill Inc, Amerika Serikat.
Yunus, Muhammad.(1989) : Prinsip Penentuan Posisi Akustik Bawah Air, skripsi jurusan Teknik Geodesi-fl'B.
- -1995) ------- ( : Sea Beam 1075 Hydrographic Sur v eys Systems with sidescan, Sea Beam Instrument Inc, Washington.
- -1994) ------- ( : Oceanics..
Brosur Oceanic
Multibeam Bathimetric Ca pability,
--------- ,
(1995) :
DIGITAL RESOURCES MAPPLNG
DESCRIPTION IM 4D EM 950, EM 12, EM Norway Mapping.
(1995) : MANUAL OPERATION ' NEPTUNE, Norway Mapping.
