PENENTUAN POSISI GEODETIK DENGAN KOMBINASI GPS dan TOTAL STATION
TUGAS AKHIR Karya tulis sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar sarjana.
Oleh: Fandi Oktiawan NIM 151 03 003
PROGRAM STUDI TEKNIK GEODESI DAN GEOMATIKA
FAKULTAS ILMU DAN TEKNOLOGI KEBUMIAN
INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG 2008
LEMBAR PENGESAHAN Tugas Akhir Sarjana PENENTUAN POSISI GEODETIK DENGAN KOMBINASI METODE GPS dan TOTAL STATION Adalah benar dibuat oleh saya sendiri dan belum pernah dibuat dan diserahkan sebelumnya baik sebagian ataupun seluruhnya, baik oleh saya maupun orang lain, baik di ITB maupun institusi pendidikan lainnya. Bandung, 27 Juni 2008 Penulis
Fandi Oktiawan NIM 151 03 003
Bandung, 27 Juni 2008 Pembimbing Pembimbing I
Pembimbing II
Kosasih Prijatna Ir., M. Sc.
Ir. Bambang Subekti, M.T
NIP 131 801 294
NIP. 130 890 238
Mengetahui Ketua Program Studi Teknik Geodesi dan Geomatika
Wedyanto Kuntjoro Dr. Ir., M.Sc NIP 131 690 328
LEMBAR PENGHARGAAN Puji syukur penulis panjatkan atas kehadirat Allah SWT yang maha pengasih dan maha penyayang. Atas kehendak-Nya penulis dapat menyelesaikan Studi S1 dikampus Institut Teknologi Bandung. Penulis menyadari bahwa selesainya studi yang dijalani penulis tidak terlepas dari bantuan banyak pihak. Oleh karena itu, perkenankanlah penulis menyampaikan rasa terimakasih yang sedalam-dalamnya kepada :
Keluarga tercinta, Ibuku Hayani yang selalu mencurahkan kasih dan sayangnya dalam hidupku, Ayahku Aidil Almarhum teladanku... lelaki paling baik sedunia, saudara perempuanku Restika Adiani serta Saudara laki-lakiku Fahri Rahadian dan Fariz Maulana mudah-mudahan kalian bisa lebih baik dariku.
Ir. Kosasih Prijatna MSc dan Ir. Bambang Subekti MT selaku dosen Pembimbing I dan dosen Pembimbing II yang telah banyak memberikan bimbingan, masukan, nasihat dan saran kepada penulis dalam pembuatan Tugas Akhir.
Dr. Ir Wedyanto Kuntjoro MSc selaku Ketua Pragram Studi Teknik Geodesi dan Geomatika.
Prof. Ir. Hasanuddin Z.A MSc selaku dosen wali penulis. Termakasih atas nasihatnasihatnya.
Dr. Ir. Sri Hendriatiningsih, MS, Ir. Didik Wihardi MT, Ir. Heri Andreas MT, selaku dosen penguji pada sidang Tugas Akhir penulis. Terimakaih atas saran, kritikan dan nasihat yang telah diberikan.
Kru KK Geodesi ITB, Ir. Heri Andreas MT, terima kasih atas ilmu GPS nya, Ir. Irwan Gumilar Msi, Teguh Sidiq ST dan M.Gamal BE, yang telah banyak menularkan ilmu Lapangan kepada penulis, Adhilaksana ST, selaku dosen “pembimbing” para pejuang TA “beautiful mind”, dan Shella Lestari ST, terimakasih atas diskusi dan pinjaman bukunya.
Lidya Cecilia Arif, especially for me...terima kasih telah menemani hari-hari ku dalam berbagai suka dan duka.
ii
Kru pengambilan data TA Adit’03, Imron’03, Indra’03, Nawa’03, Lukman’03, Ipan‘02, Eko’02, Iqbal’02, Opik’02 dan Camat’02 (partner TA terbaikku yang menghilang tanpa jejak..ayo mat kamu pasti bisa).
Teman diskusi dan seperjuangan TA, Camat, Wira dan Win mude, Indra, Hurey dan Arie’03, Wulan, Nawa dan Adi, Opik, Dota dan Fanani, serta Arie’04.
Pak Dudi Lab, terima kasih pengalaman “mroyek” dan ilmu surveyingnya.
Seluruh staf Tata Usaha dan staf Perpustakaan Teknik Geodesi, Pa Dudi, Pa Dadang, Pa Dudung, Pa Iyuz, Pa Armen dan Ibu Siti. Terimakasih atas bantuan yang selalu diberikan.
Institut Teknologi Bandung, tempat paling kondusif untuk mengembangkan diri.
Ikatan Mahasiwa Geodesi (IMG). Tempatku membentuk karakter. IMG...IMG...IMG...
Kamerad IMG yang lebih dulu lama ada, kamerad 1996-2002, maaf tidak bisa disebutkan satu persatu.
Kamerad IMG ’03, Temanku, Sahabatku dan Saudaraku. Nawa, Indra, Hurey, Wira, Adi, Orai, Sugi, Agung, Ma-Dinz, Ogep, Agus, Ridho, David Daudz, Aditya, Ahen, Arfa, Ijun, Rully, Sanny, Lukas, Belfry, Wisnu, Niam, Aldin, Gumilar, Argali, Wildan, Imron, Yan, Degun dan Eko. Dengan wanitanya Nia, Turi, Intan Tanti, Fita, Yellen, Uki, Aci, dan Fiti. Terimakasih atas Persaudaraan yang telah diberikan, semoga tak akan terhapus oleh ruang dan waktu.
Kamerad IMG 2004, 2005 dan 2006, maaf tidak bisa disebutkan satu persatu.
Buat Amang, Muktar,Alo ,Abuy dan sejenisnya terima kasih utang mie dan rokoknya.
Rekan-rekan Plesiran 19 yang masih ada dan sudah pergi entah kemana. Nanda, Tezar, Vicky, Adrian, Erdi, Zay, Deri, Rizky (03-ers), terimakasih atas kesenasiban yang kita bagi bersama, kalian anak-anak pintar, jadi.. IPK bukan masalah teman.
Terima kasih untuk mahakam dengan ikan bakar-nya, palu dengan kaledo-nya, sidoarjo dengan rawon-nya, jogja dengan gudek-nya, pulau seribu dengan ikan bakar-nya, garut dengan timbel-nya, cianjur dengan bunut-nya, dan lain-lain, tapi tetap the best untuk lampung dengan sambelnya-nya
iii
ABSTRAK Kombinasi metode GPS dan Total Station digunakan sebagai alternatif penentuan posisi geodetik dua dimensi saat pengamatan GPS tidak dapat dilakukan dengan baik. Kombinasi metode GPS dan Total Station dilakukan dengan cara memanfaatkan pengamatan GPS sebagai titik referensi dalam pengukuran cara terestris menggunakan Total Station. Pemanfaatan pengamatan GPS sebagai titik referensi bertujuan agar penentuan posisi geodetik dua dimensi mengacu pada satu sistem referensi yang tunggal.
Penentuan posisi geodetik dua dimensi menggunakan kombinasi metode GPS dan Total Station dihitung menggunakan algoritma di sistem koordinat proyeksi dan algoritma di sistem koordinat toposentrik. Penelitian tugas akhir ini mengkaji algoritma di sistem koordinat proyeksi dan algoritma di sistem koordinat toposentrik. Kedua algoritma tersebut memiliki kelebihan dan kekurangan masing-masing, baik dari segi proses, maupun hasil. Kedua algoritma tersebut dapat digunakan untuk keperluan pemetaan.
iv
ABSTRACT Using combination of GPS and Total Station method as an alternative in determining two dimension geodetic position once GPS observation does not work properly. This method is using GPS observation as a reference point in terrestrial measurement by using Total Station. This observation is intended to make two dimension geodetic position determining refer to a single reference system.
Determining of this positions is calculated using algorithm of projection coordinate and toposentric coordinate. This Thesis is aim to study of projection coordinate and toposentric coordinate. Both algorithm have advantage and disadvantage refer to process calculation and final result. Determination two dimension geodetic position by using both algorithm can be applied in mapping.
v
KATA PENGANTAR Pengukuran cara terestris menggunakan Total Station dapat dijadikan sebagai salah satu alternatif penentuan posisi geodetik, saat pengamatan GPS tidak dapat dilakukan dengan baik. Penghitungan kordinat geodetik dengan menggunakan Total Sation dapat dilakukan di permukaan bumi, di bidang ellipsoid dan bidang proyeksi.
Tugas akhir yang berjudul “Penentuan posisi geodetik dengan kombinasi metode GPS dan Total Station", merupakan salah satu syarat untuk menyelesaikan studi S1 di kampus Institut Teknologi Bandung. Tugas akhir ini mengkaji tentang penentuan posisi geodetik menggunakan kombinasi metode GPS dan Total Station yang dihitung menggunakan algoritma di sistem koordinat proyeksi (di bidang proyeksi) dan algoritma di sistem koordinat toposentrik (permukaan bumi).
Akhirnya dengan segala keterbatasan yang ada, penulis berharap semoga Tugas akhir ini semoga dapat memberikan manfaat dan kontribusi yang baik bagi karya tulis-karya tulis selanjutnya .
Fandi Oktiawan Lab. Geodesi ITB, Bandung Juni 2008
i
DAFTAR ISI KATA PENGANTAR…………………………………………………………………………….i LEMBAR PENGHARGAAN……………………………………………………………………ii ABSTRAK………………………………………………………………………………………..iv ABSTRACT…………………………………………………………………………………...….v DAFTAR ISI…………………………………………………………………………………......vi DAFTAR GAMBAR……………………………………………………………………....…...viii DAFTAR TABEL…………………………………………………………………………..…....ix BAB I PENDAHULUAN………………………………………………………………...………1 I.1 Latar Belakang……………………………………………………………….........….…....1 I.2. Maksud dan Tujuan .…………………………………………………………..…..……...2 I.3. Batasan Masalah..................................................................................................................2 I.4. Manfaat tugas akhir.............................................................................................................2 I.5. Metode Penelitian................................................................................................................3 I.6. Sistematika Pembahasan.....................................................................................................4 BAB II DASAR TEORI................................................................................................ ….……...5 II.1 Sistem referensi koordinat...………………………………………….……….…….…….5 II.2 Sistem koordinat……………………………………………………….……………….....6 II.2.1 Sistem Koordinat Geodetik…………………………………….…………….……..6 II.2.2 Sistem Koordinat Geosentrik……………………………….………………….…...7 II.2.3 Sistem Koordinat Toposentrik………………………………….…………….….....8 II.3 Proyeksi peta......................................................................................................................10 II.3.1 Penghitungan koordinat bidang proyeksi……………………………………..…...12 II.4 Model hitungan penentuan posisi geodetik di sistem koordinat proyeksi.........................12 II.4.1 Reduksi data ukuran di permukaan bumi.................................................................13 II.4.1.a Reduksi sudut horizontal dan jarak di prmukaan bumi ke bidang Ellipsoid.................................................................................14 II.4.1.b Reduksi sudut horizontal dan jarak di bidang Ellipsoid ke bidang Proyeksi..................................................................................17 II.4.2 Penghitungan koordinat geodetik.............................................................................19 II.5 Model hitungan penentuan posisi di sistem koordinat toposentrik....................................21 BAB III PELAKSANAAN PENELITIAN...........…………………………………….…...…..23 III.1 Pengukuran GPS dan Total Station..................................................................................23 III.2 Pengukuran GPS...............................................................................................................24 III.3 Data sudut dan jarak hasil pengukuran Total Station.......................................................25 III.4 Data sudut dan jarak hasil reduksi di bidang ellipsoid dan di bidang proyeksi...............26 III.5 Koordinat geodetik...........................................................................................................28 III.6 Ketelitian koordinat geodetik hasil hitungan di sistem koordinat proyeksi.....................29
vi
BAB IV ANALISIS PENELITIAN.......................…………………………………….…...…..31 IV.1 Selisih sudut horizontal dan jarak....................................................................................31 IV.2 Selisih koordinat geodetik hasil kombinasi GPS dan Total Station dan hasil pengamatan GPS...............................................................................................33 IV.3 Analisis ketelitian koordinat geodetik..............................................................................34 IV.4 Perbandingan Proses dan data yang dilakukan di sistem koordinat proyeksi dan toposentrik.................................................................................................................35 BAB V KESIMPULAN dan SARAN…………………………………………………………..36 DAFTAR PUSTAKA……………………………………………………………………………44 LAMPIRAN A……………………………………………………………………………….…..45 LAMPIRAN B……………………………………………………………………………….…..51
vii
DAFTAR GAMBAR
Gambar.I.1. Metode penelitian............................................................................................3 Gambar.II.1. Sistem koordinat geodetik dan geosentrik......................................................7 Gambar.II.2. Sistem koordinat toposentrik..........................................................................9 Gambar.II.3. Konversi ke bidang datar..............................................................................11 Gambar.II.4 Proyeksi Transverse Mercator.......................................................................11 Gambar.II.5 Penghitungan koordinat geodetik di sistem koordinat proyeksi...................13 Gambar.II.6 Proses reduksi data sudut horizontal dan jarak.............................................13 Gambar.II.7 Skew-Normal correction…………………………………………………...14 Gambar.II.8 Normal geodesik...........................................................................................15 Gambar.II.9 Koreksi efek defleksi vertikal........................................................................16 Gambar.II.10 Reduksi jarak ruang.....................................................................................17 Gambar.II.11 Reduksi pada sudut horizontal....................................................................17 Gambar.II.12 Reduksi pada jarak......................................................................................18 Gambar.II.13 Penghitungan koordinat geodetik di sistem koordinat toposentrik.............21 Gambar.III.1 Pengukuran GPS dan Total Station poligon................................................23 Gambar.III.2 Pengukuran GPS pada poligon....................................................................25
viii
DAFTAR TABEL
Tabel.3.1 Sudut horizontal, sudut vertikal dan jarak ruang hasil pengukuran...................25 Tabel.3.2 Sudut horizontal dan jarak hasil reduksi di bidang ellipsoid.............................26 Tabel.3.3 Sudut horizontal hasil reduksi di bidang proyeksi.............................................27 Tabel.3.4 Jarak hasil reduksi di bidang proyeksi...............................................................27 Tabel.3.5 Koordinat geodetik hasil pengamatan GPS.......................................................28 Tabel.3.6 Koordinat geodetik hasil penghitungan di sistem proyeksi UTM dan TM3.....28 Tabel.4.1 Selisih jarak ukuran dan jarak bidang ellipsoid.................................................31 Tabel.4.2 Selisih sudut horizontal ukuran dan di bidang ellipsoid....................................32 Tabel.4.3 Selisih jarak ukuran dan jarak bidang proyeksi.................................................32 Tabel.4.4 Selisih sudut horizontal ukuran dan di bidang proyeksi....................................33 Tabel.4.5. Selisih koordinat geodetik hasil pengamatan GPS dengan hasil penghitungan di sistem koordinat proyeksi..............................................................................................33 Tabel.4.6. Standar deviasi GPS dan pengukuran kombinasi GPS dan Total Station........34 Tabel.4.7 Perbandingan proses dan data yang dibutuhkan dalam penghitungan kordinat geodetikdi sistem koordinat proyeksi dan sistem koordinat toposentrik..........................35
ix
