bab ii sistem satelit navigasi - · pdf file10 dari berbagai metode penentuan posisi yang ada...
Post on 06-Feb-2018
227 Views
Preview:
TRANSCRIPT
8
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.
9
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)
10
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
11
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 (Earth-
Centred, Earth-Fixed). Arah-arah sumbu-nya dapat dilihat pada Gambar 2.3.
Gambar 2.3 Sistem koordinat CTS (ESA navipedia, 2011)
12
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
(Earth-Centered-Space-Fixed)
CTS
(Earth-Centered-Earth-Fixed)
Sistem koordinat Terikat langit Terikat bumi
Titik nol sistem koordinat Pusat bumi Pusat bumi
Aplikasi dalam geodesi
satelit
Pendeskripsian posisi dan
pergerakan satelit
Pendeskripsian posisi dan
pergerakan titik-titik
Sumbu X Mengarah ke vernal equinox
Berada dalam bidang meridian
Greenwich (meridian nol) dan
terletak pada bidang ekuator
bumi
Sumbu Z Mengarah ke CEP pada epok
standar J2000.0 Mengarah ke CTP
Sumbu Y
Tegak lurus sb x dan sb z, serta
membentuk sistem koordinat
tangan kanan
Tegak lurus sb x dan sb z, serta
membentuk sistem koordinat
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.
13
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)
14
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 Time
Earth rotation Universal Time (UT0, UT1, UT2)
Greenwich Sidereal Time (Ɵ)
Earth revolution Terrestrial Dynamic Time (TDT)
Barycentric Dynamical Time (BDT)
Atomic oscillator
Temps Atomique International (TAI)
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.
15
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.
16
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)
17
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.
18
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.
19
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).
20
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.
b. Aplikasi luar angkasa.
c. Aplikasi penerbangan.
d. Geodesi dan surveying.
e. Aplikasi eksplorasi alam.
f. Penelitian ilmiah.
g. Aplikasi kelautan.
h. Dll.
21
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.
22
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.
23
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 (GIOVE-
A) 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 government-
authorized 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.
24
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).
top related