i
PENERAPAN NAVIGASI LANGIT DENGAN METODA POTONGAN KERUCUT (PATCH CONIC METHOD) UNTUK PESAWAT TERBANG Laporan Tugas Akhir
Oleh : Novi Irawan 13694007
Pembimbing: Prof. Said D Jenie, Sc.D
Jurusan Teknik Penerbangan Fakultas Teknologi Industri Institut Teknologi Bandung 2001
ii DEPARTEMEN PENDIDIKAN NASIONAL
JURUSAN TEKNIK PENERBANGAN FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI – INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG Jl. Ganesha no.10 Bandung 40132 Telp. (022) 2504529 Fax. (022) 2534164
TUGAS SARJANA Diberikan kepada
: Novi Irawan (NIM 13694007)
Pembimbing
: Prof. Said D Jenie, Sc.D
Jangka waktu penyelesaian
: 5 bulan
Judul
: Penerapan Navigasi Langit Dengan Metoda Potongan Kerucut (Patch Conic Method) Untuk Pesawat Terbang
Isi tugas
: 1. Membuat model matematik dan program MATLAB dari metoda penentuan kedudukan yang ditinjau (metoda Potongan Kerucut) 2. Melakukan kalibrasi dan evaluasi metoda dengan pengamatan objek di Observatorium Bosscha ITB, Lembang. 3. Studi kasus penentuan kedudukan, dengan melakukan pengamatan objek menggunakan instrumen sextant.
Bandung,
Oktober 2001
Pembimbing
Prof. Said D Jenie Sc.D
Catatan: 1. Pembimbing Tugas Sarjana 2. Mahasiswa ybs. 3. File Jurusan
iii
LEMBAR PENGESAHAN Telah diperiksa dan disetujui oleh: Pembimbing
Prof. Said D Jenie Sc.D
iv
“...Dan Dialah yang menjadikan bintang-bintang bagimu agar kamu menjadikannya petunjuk dalam kegelapan di darat dan di laut. Sesungguhnya Kami telah menjelaskan tanda-tanda kebesaran Kami kepada orang-orang yang mengetahui ...” --Q.S Al-An’Aam : 97--
“...Dan Allah menciptakan tanda-tanda sebagai penunjuk jalan, dan dengan bintang-bintang mereka mendapat petunjuk...” --Q.S An-Nahl :16--
v
KATA PENGANTAR
Taburan bintang-bintang dilangit adalah suatu karunia dari Sang Maha Pencipta dimana terdapat tidak berhingga pengetahuan yang bisa digali darinya. Laporan tugas akhir ini dibuat sebagai rasa syukur atas rahmat dan nikmat Allah SWT yang telah dianugrahkan kepada penulis.
Navigasi langit adalah sebuah tema yang sangat menarik khususnya bagi penulis, namun tidak begitu banyak kepustakaan dan wacana diskusi dalam lingkungan teknik penerbangan ITB yang menyentuh topik ini. Penulis mencoba membuat sebuah karya ilmiah dalam bentuk laporan tugas akhir yang berisi pembahasan tentang suatu metoda penentuan kedudukan dalam navigasi langit yaitu metoda Potongan Kerucut. Penulis mengharapkan bahwa karya yang tidak seberapa ini bisa menyumbangkan suatu hal yang baru bagi para pembaca.
Tidak ada manusia yang tidak pernah salah dan hanya kepada Allah SWT penulis berserah diri. Mudah-mudahan apa yang telah penulis lakukan dalam penyusunan tugas akhir ini membawa manfaat bagi semua pembaca.
Bandung, Oktober 2001
Novi Irawan
vi
UCAPAN TERIMA KASIH Atas pertolongan Allah jualah akhirnya penulis mampu menyelesaikan laporan tugas akhir ini. Penulis mengucapkan syukur sedalam-dalamnya kepada Allah SWT atas nikmat dan hidayah yang dikaruniakan. Kemudian juga tak lupa penulis mengucapkan terima kasih kepada semua pihak yang telah membantu penulis hingga dapat dirampungkannya laporan tugas akhir ini.
1.
Prof. Said D Jenie Sc.D, atas segala bimbingan, nasehat, semangat dan dorongan kepada penulis ditengah-tengah kesibukannya yang luar biasa.
2.
Dr. Ir. Ichsan Setya Putra dan Dr. Ir. Hari Muhammad atas segala bantuan, nasehat dan dorongan kepada penulis agar segera lulus dari ITB.
3.
Keluarga dirumah: Ibu, bapak, mas erv, mbak ema, rina dan rian. Terima kasih atas doa dan cinta kasih.
4.
Seluruh staff dosen di jurusan teknik penerbangan atas didikan selama ini; pak Ridanto, pak Zainal Abidin, pak Irfan, pak Toto, pak Kusni dan pak Rianto, Terima kasih atas bantuannya disaat-saat akhir.
5.
Mbak hesti di perpustakaan Jurusan, mbak Novi, mbak Nia di TU Jurusan. Terima kasih atas bantuan masalah kepustakaan dan administrasi.
6.
Staff dosen dan asisten di observatorium Bosscha ITB, Lembang. Khususnya kepada Dr. Mudji Raharto, Dr. Hakim L. Malasan, Ferry Simatupang M.Sc, dan mas Irfan. Terima kasih atas batuan dan fasilitas selama penulis melakukan pengamatan di Bosscha.
7.
Tim Test Pilot dari PT. Dirgantara Indonesia yang terlibat dalam penyusunan tugas akhir ini : Capt. Pnb. Toos Sanitioso, Capt. Pnb. Hartono dan Capt. Pnb. Nasrul.
8.
Ratna Sri Widyastuti, Terima kasih atas perhatian dan doa-nya.
9.
Teman-teman di markas besar IKA-13: Darmawan, Ponca, TBS, Ferdi, Djoko, Adjay, Udin, Robert, Benk2 dan yang lainnya juga.
10.
Teman-teman di jurusan Teknik Penerbangan, Khususnya angkatan 94 terlebih khusus lagi jalur teknik sistem: Andi, Oji, ardo, Rusfi, Wildan, Aang, Richard, Ucup, Kadek. Juga Dian dan Roses.
vii 11.
Teman-teman asisten Lab. PIKSI departemen Teknik Informatika ITB, khususnya kepada Asep, Depi, mbak Teni, Onno, Widi, Usse, Evi, Heni, Agung, Irman, Alvi dan Santoz.
12.
Teman-teman lainnya yang juga turut membantu, Irma Kartika Dewi di unpar, ibu Retno dan mbak Dewi (semoga cepat lulus S2-nya), mbak Noor dan mas Lukman di Ciputat.
13.
Brissa, sang komputer tercinta. Semoga ada rezeki buat upgrade processor dan motherboard.
14.
Semua pihak yang telah memberikan bekas dalam kehidupan penulis yang tak mampu penulis sebutkan satu persatu. Terima kasih semuanya.
Semoga Allah SWT membalas semua apa yang telah dilakukan dengan balasan yang lebih baik. Amin.
viii
Abstraksi
Tugas akhir ini mencoba mengevaluasi sebuah metoda penentuan kedudukan yang disebut metoda potongan kerucut (Patch Conic Method) untuk digunakan dalam sistem navigasi pesawat terbang. Pada prinsipnya, dengan menarik vektor kedudukan (minimal) tiga buah objek terhadap sebuah titik referensi (disini diambil titik pusat bumi sebagai titik asal dan tata acuan koordinat inersial bumi sebagai kerangka acuan), kemudian ditarik pula vektor kedudukan pesawat yang mempunyai sudut konstan terhadap setiap vektor kedudukan objek, maka secara geometris sistem ini akan membetuk tiga buah kerucut yang saling berpotongan. Dengan persamaan analisa vektor kita akan memperoleh kedudukan pesawat terhadap suatu kerangka acuan dari perpotongan ketiga kerucut tersebut. Metoda yang ditinjau ini akan di kalibrasi dengan perhitungan elevasi objek dari data almanak astronomi dan dari hasil pengamatan lima buah objek dengan menggunakan teropong bintang di observatorium boscha ITB di Lembang.
Studi kasus dilakukan dengan melakukan pengamatan objek menggunakan instrument sextant, kemudian dilakukan penentuan kedudukan dari hasil yang diperoleh. Kedudukan yang diperoleh dari hasil pengamatan diatas akan dibandingkan dengan kedudukan hasil pembacaan peralatan GPS.
Kata Kunci: Navigasi Langit, Penentuan Kedudukan, Sextant, Metoda Potongan Kerucut.
ix
Daftar Isi Halaman Muka dan Pengantar Halaman Judul.......................................................................................... i Lembar Tugas Sarjana.............................................................................. ii Lembar Pengesahan ................................................................................. iii Kata Pengantar ......................................................................................... v Ucapan Terima Kasih............................................................................... vi Abstraksi .................................................................................................. viii Daftar Isi................................................................................................... ix Daftar Gambar.......................................................................................... xii Daftar Tabel ............................................................................................. xiv Daftar Notasi ............................................................................................ xv 1. Pendahuluan 1.1 Latar belakang.................................................................................... 1 1.2 Tujuan Penulisan................................................................................ 2 1.3 Asumsi dan Batasan Masalah............................................................. 3 1.4 Sistematika Penulisan......................................................................... 4 2. Konsep Koordinat dan Waktu Pada Navigasi Langit 2.1. Pendahuluan ...................................................................................... 6 2.2. Koordinat di Muka Bola Bumi dan Jarak Antara Dua Kedudukan .. 7 2.3. Konsep Bola langit dan Kedudukan Objek di Bola Langit............... 9 2.4. Kedudukan Benda Langit Terhadap Pengamat Di Bumi .................. 11 2.5. Penetapan Kedudukan....................................................................... 12 2.6. Skala Satuan Waktu .......................................................................... 14 2.7. Konsep Garis Horison ....................................................................... 17 3. Metoda Penetapan Kedudukan 3.1. Pendahuluan ..................................................................................... 19 3.2 Teknik Pengukuran Elevasi Menggunakan Sextant........................... 20 3.3. Koreksi Hasil Pengukuran Sextant.................................................... 22 a. Index Error (ei) .............................................................................. 22
x b. Dip (β)........................................................................................... 22 c. Pembiasan atmosfir (ζ) ................................................................. 22 d. Parallax Geosentrik(πa)................................................................. 24 e. Oblate Bola Bumi (oe)................................................................... 25 f. Semi diameter (σd)......................................................................... 25 3.4. Prinsip Metode Potongan Kerucut .................................................... 27 3.5. Hubungan Antara Elevasi Objek dan Letak Kedudukan Pengamat Dalam Trignometri Bola ................................................................... 33 3.6 Teknik Penentuan Ketinggian Terbang............................................. 35 a. Mengukur Semi Diameter Bulan .................................................. 35 b. Mengukur susdut dip (β) Horison ................................................ 37 3.7. Teknik Kalibrasi Metoda Potongan Kerucut .................................... 39 3.8. Teknik Pengujian Metoda Potongan Kerucut ................................... 40 4. Kalibrasi Metoda Penentuan Kedudukan dan Analisa 4.1. Pendahuluan ...................................................................................... 41 4.2. Observatorium Bosscha dan Teropong Bintang Yang Digunakan Dalam Kalibrasi Metoda ................................................................... 42 4.3. kalibrasi Metoda Melalui Pembacaan Data dari Astronomical Almanac............................................................................................. 44 4.4. Pengamatan di Observatorium Bosscha............................................ 54 4.5. Kesimpulan dari Hasil Kalibrasi ....................................................... 56 5. Studi Kasus 5.1 Pendahuluan ....................................................................................... 58 5.2 Instrument Yang Digunakan .............................................................. 60 5.3 Data Hasil Pengamatan ...................................................................... 61 5.4 Penentuan Kedudukan
66
5.5 Kesimpulan Hasil Studi Kasus
70
6. Kesimpulan dan Saran 6.1 Kesimpulan ........................................................................................ 71 6.2 Saran dan Perbaikan .......................................................................... 74
xi 75 Lampiran ........................................................................................ A. Script MATLAB A.1 Script Menghitung Koreksi Data Hasil Pengukuran Sextant ............ 76 A.2. Script Menghitung RA dan δ Pesawat ............................................ 78 B. Metoda Penentuan Kedudukan Alternatif B.1 Metoda Transformasi Koordinat ...................................................... 80 B.2 Metoda Hilaire................................................................................... 82 C. Almanak 2001 C.1 Almanak Matahari 2001 .................................................................... 88 C.2 Almanak Bintang 2001...................................................................... 89 D. Foto-Foto Dalam Studi Kasus D.1 Instrument Yang digunakan .............................................................. 105 D.2 Studi Kasus Dengan Helikopter NBO 105........................................ 107 D.3 Cara mengamati Objek Dengan Instrument Sextant ......................... 108
Daftar Pustaka .......................................................................................... xvii
xii
Daftar Gambar
Gambar 2.1
Model bola bumi dengan lingkar paralel dan meridian ............. 7
Gambar 2.2
Great circle dan Rhumb Line ..................................................... 9
Gambar 2.3
Bola langit atau Celestial Sphere ............................................... 10
Gambar 2.4
Kedudukan benda pada tata acuan horison ................................ 12
Gambar 2.5
Garis Kedudukan di permukaan bola bumi................................ 13
Gambar 2.6
Perpotongan 2 dan 3 LoP di permukaanbumi ............................ 13
Gambar 2.7
Perbedaan hari bintang dan hari surya ....................................... 15
Gambar 2.8
Hubungan antara SHA, GHA dan RA ...................................... 16
Gambar 2.9
Macam-macam horison .............................................................. 17
Gambar 2.10
Horison terlihat dan horison Geometri....................................... 18
Gambar 3.1
Instrumen Sextant....................................................................... 20
Gambar 3.2
Skema cara kerja sekstant .......................................................... 21
Gambar 3.3
Pembiasan horison ..................................................................... 23
Gambar 3.4
Parallax ...................................................................................... 24
Gambar 3.5
Semidiameter.............................................................................. 26
Gambar 3.6
Kerucut kedudukan bintang 1 .................................................... 28
Gambar 3.7
Vektor kedudukan bintang 1 dan 2 ............................................ 29
Gambar 3.8
Segitiga Kedudukan ................................................................... 32
Gambar 3.9
Segitiga bola: subpoint, pengamat, kutub .................................. 33
Gambar 3.10
Jarak pesawat terhadap bulan dan semidiameter bulan.............. 35
Gambar 3.11
Segitiga Bumi-Pesawat-Bulan ................................................... 36
Gambar 3.12
β pada arah horison yang berlawanan........................................ 38
Gambar 4.1
Bangunan utama observatorium Bosscha ITB di Lembang....... 42
Gambar 4.2
Penampakan teleksop dilihat dari bawah ................................... 43
Gambar 4.3
Teleskop yang dipasang pada suatu sistem gimbal.................... 44
Gambar 4.4
Kedudukan bintang di langit pada waktu dan lokasi dipilih...... 45
Gambar 4.5
Illustrasi dari dua potongan LoP yang dapat terjadi .................. 45
Gambar 5.1
Kedudukan bintang di langit pada daat studi kasus ................... 60
Gambar 5.2
Foto instrument sextant yang digunakan dalam studi kasus ...... 61
Gambar 5.3
Foto instrument GPS yang digunakan dalam studi kasus .......... 61
xiii Gambar B.1
Kedudukan AP, Ic, LoP dan GP................................................ 84
Gambar B.2
Kedudukan Ic positif dan negatif ............................................... 85
Gambar B.3
Kedudukan posisi akhir (fix) dengan Ic1 dan Ic2 ....................... 85
Gambar B.4
Segitiga Error ............................................................................. 86
Gambar D.1
Instrument Sextant dan GPS ...................................................... 105
Gambar D.2
Instrument sextant dalam posis lain ........................................... 106
Gambar D.3
Instrument GPS .......................................................................... 106
Gambar D.4
Briefing sebelum terbang ........................................................... 107
Gambar D.5
Uji coba di darat ......................................................................... 107
Gambar D.6
Saat mengamati objek ................................................................ 108
Gambar D.7
menggunakan nonius.................................................................. 109
Gambar D.8
Sudut dapat langsung dibaca pada busur skala .......................... 109
xiv
Daftar Tabel Tabel 4.1
Data awal pengujian................................................................... 44
Tabel 4.2
Harga elevasi berdasarkan hasil perhitungan data awal............. 46
Tabel 4.3
Hasil penentuan kedudukan dengan dua objek .......................... 48
Tabel 4.4
Perbedaan kedudukan hasil perhitungan dengan kedudukan sebenarnya dari solusi pertama .................................................. 49
Tabel 4.5
Pasangan Objek dengan ∆ρ dan ∆s yang dihasilkan.................. 50
Tabel 4.6
Hasil penentuan kedudukan dengan 3 objek.............................. 52
Tabel 4.7
Hasil pengujian solusi ke-2 ........................................................ 53
Tabel 4.8
Hasil perhitungan elevasi objek menurut waktu pengamatan.... 55
Tabel 4.9
Deklinasi, LHA, elevasi dari hasil perhitungan dan pengamatan ................................................................................ 55
Tabel 5.1
Data Hasil Pengamatan .............................................................. 62
Tabel 5.2
Perbedaan antar elevasi hasil pengamatan dengan sextant
63
(εs) elevasi hasil perhitungan (εc) ............................................. Tabel 5.3
Hasil Koreksi sudut elevasi dari index error dan pembiasan atmosfer...................................................................................... 65
Tabel 5.4
Hasil Penentuan Kedudukan waypoint1 .................................... 67
Tabel 5.5
Hasil Penentuan Kedudukan waypoint2 .................................... 67
Tabel 5.6
Hasil Penentuan Kedudukan waypoint3 .................................... 68
Tabel 5.7
Hasil Penentuan Kedudukan waypoint4 .................................... 68
Tabel C.1
Harga D setiap tanggal 1 setiap bulan dalam setahun................ 87
Tabel C.2
Koefisien R dan d....................................................................... 90
Tabel C.3
Koefisien E dan SD.................................................................... 90
Tabel C.4
Almanak GHAaries dan GHAsun 2001 ..................................... 91
Tabel C.5
Almanak Bintang 2001 .............................................................. 98
xv
Daftar Notasi Simbol
Deskipsi
i
Vektor kedudukan objek terhadap titik pusat bumi
rI
Vektor kedudukan pesawat terhadap pusat buimi dalam tata acuan koordinat inersial bumi
re
Vektor kedudukan pesawat terhadap pusat buimi dalam tata acuan koordinat geosentrik
A
Sudut elevasi terhadap pusat bumi
a0...a3
Koefisien untuk mencari GHA bintang
Az
Azimuth
b0...b3
Koefisien untuk mencari deklinasi bintang
d0...d4
Koefisien untuk mencari deklinasi matahari
E0...E4
Koefisien untuk mencari GHAsun
ei
Index error
GHA
Sudut jam greenwich
GHAaries
Sudut jam greenwich titik aries
LHA
Sudut jam lokal
r
Jarak pesawat dari pusat bumi
rE
Jari-jari bumi
rem
Jarak bumi dengan bulan
rM
Jari-jari rata-rata bulan
rPM
Jarak pesawat terhadap titik pusat bulan
R0, R1
Koefisien untuk menghitung GHAaries
SHA
Sudut jam sideral
∆ρ
Jarak antara kedudukan sebenarnya dengan kedudukan hasil penentuan
α atau RA
Asensio rekta atau sudut jam bintang
β
Sudut dip
δ
Deklinasi
ε
Sudut elevasi terhadap horison terlihat
εa
Sudut elevasi apparent, terkoreksi dari index error dan dip
εc
Sudut elevasi diperoleh dari perhitungan
xvi εo
Sudut elevasi setelah dikoreksi dari semua faktor-faktor kesalahan
εs
Sudut elevasi diperoleh dari pengamatan dengan sextant
ϕ
Latituda
λ
Longituda
οe
Sudut akibat faktor koreksi oblatness bumi
πa
Parallax geosentrik
πh atau HP
Parallax horison
σd
Sudut semidiameter
ζ
Sudut akibat koreksi terhadap pembiasan atmosfir
he
Tinggi pengamat dari permukaan bumi
p
Tekanan udara barrometrik
T
Suhu udara (atmosfir)
z
Sudut zenith
xvii
Daftar Pustaka 1. Richard H Battin, Ph.D , An introduction to The Mathematics and Methods of Astrodynamics, AIAA Education Series. 2. The Astronomical Almanac for The Year 2001, U.S. Goverment Printing Office, Washington D.C , 2001 3. Catatan Kuliah Navigasi dan Panduan Terbang 1, 2 dan 3 Jurusan Teknik Penerbangan ITB. 4. Henning Umland, A Short Guide to Celestial Navigation, revised 28 Jan 2001. 5. Duane Hanselman and Bruce Littlefield, The Student Edition of MATLAB Version 5, User Guide/ The Mathworks, Inc, Prentice-Hall,1997 6. Mapping Toolbox, Reference Guide version 1 For Use with MATLAB, The Mathwork Inc., Oct 1998. 7. W.M Smart MA. D.Sc. , Text-Book on Spherical Astronomy, Cambridge Press 1956 8. G. L Hosmer and JM Robbins, Practical Astronomy 4th edition, John Wiley and Sons Inc, 1948. 9. J. B Mackie, M.Sc. , The Elements of Astronomy for Surveyor, Charles Griffin & Company Ltd, 1985
1
Bab 1
Pendahuluan
1.1 Latar Belakang Navigasi dengan memanfaatkan objek benda langit telah lama sekali dilakukan manusia. Sebelum dikenal konsep lingkaran latituda dan logituda, kegiatan navigasi langit hanyalah sebatas penentuan arah dan waktu. Setelah disadari ternyata bumi adalah sebuah bangun bola yang melakukan gerakan teratur, dan terdapat hubungan antara gerakan benda langit dengan kedudukan suatu titik di permukaan bumi, maka diciptakan metoda-metoda penetapan kedudukan berdasarkan kedudukan suatu atau beberapa objek benda langit. Pada abad pertengahan para pelaut dan penjelajah samudra adalah orang-orang yang memraktekkan navigasi langit dalam misi pelayarannya hingga ditemukan benuabenua baru. Hingga saat ini para pelaut modern banyak yang masih menggunakan navigasi
langit
untuk
menentukan
kedudukannya
ketika
berlayar
dan
menjadikannya sebagai sebuah seni tersendiri.
Navigasi langit dalam dunia penerbangan dalam beberapa sudut pandang sama halnya seperti yang dilakukan oleh para pelaut. Namun terdapat beberapa perbedaan yang menyebabkan metoda penentuan kedudukan kapal laut tidak bisa digunakan untuk pesawat terbang, yaitu:
2 -
Tidak seperti kapal laut, sebuah pesawat terbang bergerak diruang dimensi tiga dan seringkali berada jauh diatas permukaan bumi.
-
Kecepatan terbang sebuah pesawat relatif sangat cepat dibanding sebuah kapal laut, sehingga dibutuhkan suatu metoda yang hasilnya dapat diperoleh secara seketika (realtime.)
Dengan demikian dibutuhkan suatu metoda yang memenuhi kriteria untuk suatu sistem navigasi pesawat terbang.
Tugas akhir ini mencoba mengevaluasi sebuah metoda penentuan kedudukan yang disebut metoda potongan kerucut (Patch Conic Method). Pada prinsipnya, dengan menarik vektor kedudukan minimal tiga buah objek terhadap sebuah titik referensi (disini diambil titik pusat bumi sebagai titik asal dan tata acuan koordinat inersial bumi sebagai kerangka acuan), kemudian ditarik pula vektor kedudukan pesawat yang mempunyai sudut konstan terhadap setiap vektor kedudukan objek, maka secara geometrik sistem ini akan membentuk tiga buah kerucut yang saling berpotongan. Dengan persamaan analisa vektor kita akan memperoleh kedudukan pesawat terhadap suatu kerangka acuan dari potongan ketiga kerucut tersebut. Penentuan kedudukan dengan menggunakan metoda ini akan dilakukan dalam tugas akhir ini dan akan dibuat kesimpulan dari hasil yang diperoleh.
1.2 Tujuan Penulisan Tugas akhir ini bertujuan mengevaluasi sebuah metoda alternatif dalam wacana navigasi langit untuk digunakan dalam dunia penerbangan. Hasil yang diperoleh dengan metoda yang dievaluasi akan dibandingkan dengan teknik navigasi yang lain yang dalam hal ini dipilih sistem navigasi GPS. Secara umum, tujuan yang hendak dicapai dalam tugas akhir ini mencakup hal-hal berikut: -
Menjelaskan prinsip dasar teknik navigasi langit.
-
Membuat model matematik dan program dari metode yang ditinjau.
-
Membandingkan hasil yang diperoleh dengan teknik navigasi yang berbeda.
-
Membuat kesimpulan dari hasil evaluasi dan perbandingan.
3
1.3 Asumsi-asumsi dan Batasan Masalah Tugas akhir ini membatasi pembahasan hanya pada satu metoda penetapan kedudukan yaitu metoda potongan kerucut. Metoda penetapan kedudukan yang lain tidak dibahas, namun uraian sekilas tentang metoda-metoda yang lazim digunakan (selain metoda potongan kerucut) disampaikan di bagian lampiran.
Dalam tugas akhir ini diambil harga elevasi kedudukan bintang sebagai input utama dari metoda yang ditinjau. Data lain yang dibutuhkan adalah data-data dari Astronomical Almanac dan waktu saat pengamatan. Harga elevasi bintang diperoleh dengan pengamatan dengan menggunakan sextant. Pengamatan yang dilakukan untuk tugas akhir ini menggunakan marine sextant, yaitu jenis sextant yang lazim digunakan oleh para pelaut untuk mengukur elevasi bintang.
Saat pengamatan dengan sextant, diambil pula hasil penentuan kedudukan dengan menggunakan alat GPS (Global Positioning System). Namun tugas akhir ini tidak menganalisa hasil penentuan kedudukan dari GPS. Hasil yang diperoleh dengan GPS hanya sebagai pembanding dari hasil yang diperoleh dengan sextant.
Asumsi digunakan untuk mempermudah dan menyederhanakan model hingga dapat di implementasikan secara praktis. Berikut adalah asumsi-asumsi dan pengabaian yang dilakukan dalam tugas akhir ini. -
Dalam pengukuran semidiameter, oblatness bulan dan matahari diabaikan.
-
Semidiameter untuk object selain matahari dan bulan diabaikan.
-
Dalam menghitung koreksi akibat efek parallaks geosentrik, ketinggian pengamat dari permukaan bumi relatif terhadap jari-jari bumi diabaikan.
-
Parallaks geosentrik untuk object selain bulan dan matahari
serta objek
tatasurya lainnya diabaikan. -
Dalam metode penentuan kedudukan, bumi dimodelkan sebagai bangun bola bulat sempurna.
Dasar pemikiran dari pengabaian diatas adalah faktor tingkat ketelitian pengamatan. Sebuah sextant yang terbaik mempunyai tingkat ketelitian ±0.1’ atau hanya kurang lebih enam detik busur saja. Dengan demikian semua faktor yang
4 mengkoreksi hasil pengamatan dengan harga yang lebih kecil dari tingkat ketelitian yang dimiliki sebuah sextant akan diabaikan.
1.4 Sistematika Tugas akhir ini dibuat dengan sistematika sebagai berikut: Bab 1
Pendahuluan Menjelaskan latar belakang masalah, tujuan penulisan, asumsi dan batasan masalah serta sistematika penulisan yang dilakukan.
Bab 2
Konsep Koordinat dan Waktu pada Navigasi Langit Menjelaskan tentang koordinat di muka bola bumi dan jarak antara dua kedudukan, konsep bola langit dan kedudukan objek benda langit, kedudukan objek terhadap pengamat di bumi, penetapan kedudukan, satuan waktu, dan terakhir konsep garis horison dalam navigasi langit .
Bab 3
Metode Penentuan Kedudukan Menjelaskan teknik pengukuran elevasi objek dengan instrumen sextant, faktor-faktor koreksi data hasil pengukuran dengan sextant, prinsip metoda potongan kerucut, hubungan antara elevasi objek dan letak kedudukan pengamat dalam trigonometri
bola, teknik
menentukan ketinggian terbang serta teknik kalibrasi dan pengujian metoda penetapan kedudukan. Bab 4
Kalibrasi Metoda Penentuan Kedudukan dan Analisa Menjelaskan hasil kalibrasi metoda dan analisa dari hasil yang diperoleh. Kalibrasi dilakukan dengan dua cara yaitu dengan pembacaan data dari astronomical almanac dan dengan pengamatan dengan teropong bintang di observatorium Bosscha.
Bab 5
Pengujian Metoda Penentuan Kedudukan dan Analisa Menjelaskan hasil pengujian metoda dan analisa dari hasil yang diperoleh.
Pengujian
dilakukan
melalui
pengamatan
dengan
instrument sextant dalam suatu perjalanan menggunakan mobil di jalan tol dan hasilnya dibandingkan dengan kedudukan hasil pembacaan peralatan GPS.
5 Bab 6
Kesimpulan dan saran Memberikan kesimpulan dari hasil dan kegiatan yang telah dilakukan, serta saran-saran untuk perbaikan dimasa mendatang.
Lampiran
Lampiran terdiri dari beberapa bagian yaitu listing program dari metoda penentuan kedudukan dengan menggunakan MATLAB, metoda penentuan kedudukan alternatif, dan almanak bintang 2001.
