5

BAB II

DASAR TEORI

2.1 Pasang Surut Laut

Pasut laut adalah perubahan gerak relatif dari materi suatu planet, bintang dan benda

angkasa lainnya yang diakibatkan aksi gravitasi benda-benda angkasa dan luar materi itu

berada.

Berikut beberapa pengertian dan hal-hal yang berkaitan dengan pasut laut [Djunarsjah,

2005]:

a. Pasut laut terjadi karena massa bulan menghasilkan gaya tarik gravitasi terhadap air

laut dan menarik air laut tersebut ke arah kedudukan bulan yang diimbangi oleh gaya

tarik bumi terhadap air laut.

b. Pasut laut dihasilkan oleh rotasi bumi serta revolusinya mengelilingi matahari.

Gerakan tersebut kemudian menghasilkan gerakan air laut yang akan dimodifikasi

oleh air laut.

c. Pasut laut terjadi akibat adanya medan gaya di permukaan bumi yang dibangkitkan

oleh bulan dan matahari. Arah dan bedanya gaya berubah-ubah secara periodik

tergantung kepada posisi kedua benda langit tersebut terhadap bumi. Selanjutnya

gaya-gaya tersebut merupakan gaya yang membangkitkan pasut laut atau biasa

disebut gaya pembangkit pasut.

d. Pasut laut merupakan naik turunnya permukaan air laut secara periodik sebagai akibat

adanya gaya tarik menarik antara bumi, bulan dan matahari.

2.1.1 Pengamatan Pasut

Tujuan dari pengamatan pasut adalah untuk mencatat atau merekam gerakan vertikal

permukaan air laut yang terjadi secara periodik, yang disebabkan oleh gaya tarik-menarik

antara bumi dengan benda-benda angkasa terutama bulan dan matahari. Untuk

mendapatkan informasi pasang surutnya air laut diperlukan suatu pengamatan di mana

diperlukan adanya peralatan pengamatan pasut yang disebut stasiun pengamatan pasut,

yang perlu memperhatikan hal-hal:

6

a. Lokasi yang mudah dijangkau dan struktur bangunannya kokoh.

b. Ditempatkan di lokasi yang mudah diamati dalam berbagai cuaca.

c. Lokasi stasiun pasut hendaknya sedekat mungkin dengan benchmark atau titik

referensi yang ada.

d. Lokasi stasiun pasut hendaknya ditempatkan di lokasi yang mewakili keadaan

karakteristik daerah tersebut.

e. Kondisi air laut sebaiknya bersih untuk memudahkan pengamatan.

Peralatan yang digunakan dalam pengamatan pasut:

1. Alat Pengamat Pasut Sederhana

Palem (Tide Pole)

Merupakan alat sederhana yang terbuat dari kayu dengan ukuran panjang sekitar 3-5

meter, lebar 5-15 cm sedangkan tebalnya 1-4 cm. Alat ukur ini mirip seperti rambu ukur di

mana mempunyai skala bacaan dalam satuan decimeter (Gambar 2.1). Agar ukuran

pengamatan air laut benar, maka pemasangan palem harus tegak lurus dengan permukaan

air laut. Selain terbuat dari kayu, palem pasut juga dapat dibuat dari pelat tipis atau pita

plastik. Pemasangan palem pasut sebaiknya memperhatikan hal-hal yang mempengaruhi

kualitas data pengamatan pasut. Pemasangan palem harus kokoh, tidak berubah naik turun.

Selain itu lokasi diusahakan agar tidak terganggu oleh kapal yang lewat atau benda

terapung lainnya.

Gambar 2.1 Alat Pengamat Pasut dengan Pemberat [Djunarsjah, 2005]

7

Gambar 2.2 Alat Pengamat Pasut dengan Pengapung (Djunarsjah, 2005)

Cara yang paling sederhana untuk mengamati pasut dilakukan dengan palem (Gambar 2.1

dan 2.2). Tinggi muka air setiap jam diamati secara manual oleh operator (pencatat) dan

dicatat pada suatu formulir pengamatan pasut. Pencatat akan menuliskan kedudukan tinggi

muka air laut relatif terhadap palem pada jam-jam tertentu sesuai dengan skala bacaan

yang tertulis pada palem. Muka air laut yang relatif tidak tenang membatasi kemampuan

pencatatan dalam menaksir bacaan skala. Walaupun demikian, cara ini cukup efektif untuk

memperoleh data pasut dengan ketelitian hingga sekitar 2,5 cm. [Poerbandono &

Djunarsjah, 2005]

2. Alat Pengamat Pasut Otomatik (Tide Gauge)

a. Jenis pelampung (float tide tide gauge)

Alat sensor berupa pelampung yang dihubungkan oleh katrol menuju alat perekam

(Gambar 2.3). Perubahan tinggi air laut dapat tercatat pada alat perekam dengan mengikuti

perubahan naik turunnya pelampung yang akan menggerakkan jarum pencatat pada alat

perekam.

8

Gambar 2.3 Alat Pengamat Pasut Tipe Pelampung [Djunarsjah, 2005]

b. Jenis tekanan (pressure type tide gauge)

Tipe ini menggunakan tekanan air di atas suatu unit yang berubah-ubah akibat besar

kecilnya lapisan air di atas unit sensor tersebut sesuai gerakan turun naiknya permukaan

laut. Perubahan tekanan ini diteruskan ke unit recorder melalui selang udara yang biasanya

terbuat dari karet atau plastik (Gambar 2.4).

Gambar 2.4 Alat Pengamat Pasut Tipe Tekanan [Djunarsjah, 2005]

9

2.1.2 Analisis dan Prediksi Pasut

Metode harmonik pasut banyak digunakan dalam menganalisis data pasut. Metode ini

memiliki hipotesis bahwa pasut yang dialami merupakan penjumlahan dari beberapa

komponen gelombang yang memiliki amplitudo dan frekuensi tertentu. Analisis pasut

bertujuan untuk mendapatkan amplitudo dan beda fase komponen-komponen pasut dengan

cara melakukan pengamatan pasut pada selang dan periode waktu tertentu.

Tujuan utama pengamatan pasut selain untuk menentukan nilai MSL dan Chart Datum

juga untuk dapat memprediksi pasut laut di suatu tempat . Salah satu metode prediksi

pasut yaitu dengan menggunakan data analisis harmonik metode kuadrat terkecil. Metode

kuadrat terkecil memiliki prinsip bahwa nilai dari kuadrat kesalahan mempunyai nilai

yang minimum. Dalam hitung perataan kuadrat terkecil terdapat beberapa metode

hitungan yang dapat digunakan, diantaranya adalah perataan parameter, perataan

bersyarat, perataan kombinasi, perataan parameter bertahap, perataan bersyarat bertahap

dan perataan kombinasi bertahap. Dasar analisis pasut ini dimaksudkan untuk

mendapatkan komponen pasut dengan menghitung besaran amplitudo dan fase dari

masing-masing komponen pasut serta permukaan laut rata-rata. Besaran tersebut

selanjutnya digunakan untuk menentukan komponen pasut manakah yang paling dominan

dalam menentukan tinggi muka laut. Adapun fungsi harmonik pasut adalah sebagai

berikut ini :

)cos()(1

0 jj

m

jijjji gvtfaCth −++= ∑

=

ω......................................(2.2)

dengan :

0C = tinggi rata-rata permukaan air diatas datum yang digunakan

ja = konstanta amplitudo

jω = rata-rata perubahan pada fase disebut konstanta pokok kecepatan

jg = fase awal konstanta pasang surut (saat t = 0)

)( ith = tinggi permukaan air laut (saat t = i)

jf dan jv = argumen astronomis

10

2.2 Pengikatan Stasiun Pasut ke BM Pasut

2.2.1 Pendefinisian Datum

Dalam praktek penentuan posisi, sistem-sistem referensi hitungan mempunyai peranan

yang sangat penting untuk melakukan hitungan serta merekam titik-titik di atas permukaan

bumi, sehingga titik-titik tersebut dapat direkonstruksi kembali untuk berbagai keperluan,

baik praktis maupun ilmiah.

Karena begitu pentingnya masalah sistem referensi hitungan dalam penentuan posisi,

maka sebelum membahas ke bab selanjutnya terlebih dulu dalam subbab ini akan

diterangkan masalah-masalah dari datum geodetik.

Tentang definisi dari datum geodetik, ada dua definisi yang perlu dikemukakan, yaitu

definisi dulu (sebelum era satelit) dengan definisi modern (era satelit). Adapun definisi-

definisi tersebut adalah :

• Datum geodetik adalah titik asal dari sistem perhitungan dan permukaan tempat

dilakukannya perhitungan-perhitungan

• Datum geodetik adalah himpunan parameter-parameter yang menggambarkan

hubungan antara elllipsoid lokal dan sistem referensi geodetik global .

Berikut ini beberapa datum dalam geodesi :

2.2.1.1 Datum Vertikal

a. Geoid

Geoid adalah salah satu bidang equipotensial yang merepresentasikan bentuk bumi.

Bidang ini dianggap berimpit dengan permukaan laut rata-rata. Karena distribusi massa

bumi yang tidak merata sehingga bentuk geoid menjadi tidak teratur. Sedangkan ellipsoid

yaitu bidang referensi yang ditetapkan secara matematis dengan dimensi massa tertentu

dan bentuk yang teratur. Maka ada perbedaan dari geoid terhadap ellipsoid yang disebut

sebagai undulasi geoid (besaran vektor) dan defleksi vertikal (arah vektor).

11

Titik-titik di permukaan bumi mempunyai arah gaya berat berlainan dan potensial gaya

berat tertentu. Permukaan yang merupakan tempat kedudukan titik-titik yang mempunyai

potensial gaya berat sama besar disebut bidang nivo atau bidang ekuipotensial.

Geoid adalah salah satu bidang ekuipotensial diantara bidang ekuipotensial lainnya yang

melingkupi bumi. Geoid merupakan permukaan acuan bagi pengukuran gaya berat dan

sistem referensi tinggi. Bentuk dari geoid ini tergantung dari distribusi massa bumi tidak

teratur maka bentuk geoid pun menjadi tidak beraturan. Geoid merupakan pendekatan

terbaik dari bentuk fisik bumi yaitu sekitar 72% dari permukaan terestrial.

b. Mean Sea Level (MSL)

MSL adalah permukaan yang didefinisikan sebagai hasil rata-rata tinggi permukaan laut

setiap saat. Stasiun pasang surut adalah sumber informasi dari data tinggi permukaan laut

setiap saat. Di stasiun pasut dicatat saat air naik (pasang) dan turun (surut) dan air laut

yang kemudian diolah sehingga diperoleh nilai MSL yang menyatakan posisi MSL. Pada

satu titik pengamatan diperlukan interval waktu antara 1-19 tahun untuk menghasilkan

MSL lokal.

MSL bukan merupakan bidang ekuipotensial. Bidang tersebut hanya menyebabkan adanya

arus yang mengalir dari satu bidang ekuipotensial ke bidang ekuipotensial yang lain.

Umumnya geoid dikatakan mempunyai lokasi fisik yang sama dengan permukaan laut

rata-rata global di mana pasang surut, keadaan atmosfir dan pengaruh arus tidak ada atau

disebut juga sebagai permukaan laut rata-rata dalam keadaan tenang. Selisih antara geoid

dan MSL adalah SST (Sea Surface Toppography).

c. Chart Datum

Chart datum atau bidang referensi kedalaman merupakan bidang referensi yang ditentukan

setelah mengetahui data-data yang diamati pada saat pengamatan pasut muka air laut.

Asumsi bahwa muka laut antar stasiun pasut merupakan bidang datar atau penggunaan

data pengamatan yang pendek secara sendiri-sendiri untuk penentuan datum tertentu,

menyebabkan kesalahan datum lokal perlu diperhitungkan. Kesalahan datum vertikal akan

membawa dampak yang besar dalam penetapan batas laut, terutama untuk kemiringan

pantai yang landai.

12

International Hydrographic Organization (IHO) merekomendasikan bahwa Lowest

Astronomical Tide (LAT) sebagai internasional Chart Datum. LAT digambarkan sebagai

tingkatan pasang yang paling rendah yang dapat di prediksi pada setiap kombinasi

kondisi-kondisi astronomi.

d. Elipsoid Referensi

Pada distribusi massa bumi yang teratur akan membentuk bidang ekuipotensial gaya berat

yang teratur pula, yaitu elipsoid yang berputar pada sumbu pendeknya. Bidang elipsoid

ditentukan sebagai bidang referensi hitungan yang tidak dapat dilakukan terhadap bidang

geoid karena bentuknya tidak teratur. Bidang elipsoid yang dipilih harus elipsoid yang

paling sesuai dengan bentuk geoid yang melingkupi permukaan bumi pada suatu daerah.

Untuk menentukan bentuk elipsoid yang paling sesuai (elipsiod referensi) adalah jika

penyimpangan dari undulasi geoid paling minimum. Elipsoid referensi merupakan bidang

acuan bagi koordinat titik tiga dimensi. Tinggi di atas elipsoid dihitung sepanjang garis

normal yang melalui titik bersangkutan atau disebut juga sebagai tinggi geometrik.

Untuk saat ini bentuk elipsoid yang paling sesuai dengan bentuk geoid bumi adalah World

Geodetic System 1984 (WGS’84). WGS dapat didefinisikan sebagai suatu sistem dari

seluruh titik-titik di mana titik pusat sistem berimpit dengan pusat massa bumi.

2.2.2 Penentuan Tinggi Orthometrik Dengan Levelling

Dalam praktek selisih bacaan rambu belakang dengan bacaan rambu muka pada

pengukuran sipat datar menghasilkan beda tinggi. Hal ini adalah benar sepanjang garis

bidik (mendatar) sejajar dengan bidang nivo yang melalui masing-masing titik yang

diukur. Dalam geodesi (fisik) definisi beda tinggi adalah jarak antara dua bidang nivo.

Pada kenyataannya menunjukkan bahwa secara global bidang-bidang nivo tidak saling

sejajar, sebab percepatan gaya berat (g) akan makin besar apabila lintang (φ) makin besar

pula. Dengan demikian apabila dikembalikan kepada definisi tersebut, pengukuran dengan

sipat datar tidak memberikan arti geometrik sebagai beda tinggi antara dua bidang nivo.

Dengan demikian agar pengukuran sipat datar mempunyai kontrol artinya mempunyai

syarat geometrik yang benar, perlu dilengkapi dengan pengukuran gaya berat. Ukuran

tambahan ini juga akan memberikan pengertian tentang sistem tinggi.

13

2.3 Pengukuran Kedalaman ( Pemeruman )

Kedalaman laut adalah jarak antara dasar laut pada suatu tempat terhadap permukaan

lautnya. Kedalaman laut ini dapat dibagi menjadi beberapa jenis, seperti kedalaman

ukuran yaitu kedalaman yang didapat dari bacaan alat ukur; kedalaman lainnya adalah

kedalaman peta, yaitu kedalaman dasar laut suatu tempat terhadap chart datumnya.

Pengukuran kedalaman laut dapat dilakukan dengan beberapa cara, metoda yang paling

sederhana adalah cara mekanis dengan menggunakan galah atau tali ukur, sedangkan yang

sangat canggih adalah dengan menggunakan sinar laser yang dipancarkan dari pesawat

terbang. Namun cara yang sering digunakan adalah metoda perum gema (echosounder).

2.3.1 Cara Mekanis.

Cara yang paling sederhana dalam mengukur kedalaman laut adalah dengan menggunakan

galah berskala, dengan membaca kedudukan muka laut pada skala galah maka kedalaman

bacaan didapat. Namun cara ini sangat berkaitan dengan panjang galah, semakin panjang

galah maka semakin banyak masalah didapat dalam pengukuran. Maka untuk lebih

memudahkan pengukuran galah diganti dengan pita ukur berskala dengan pemberat

diujungnya dikenal dengan sebutan lot, seperti terlihat pada Gambar 2.5.

Dengan cara ini pengukuran dapat dilakukan lebih dalam lagi namun masalah baru timbul

diantaranya bila pemberat cukup ringan maka pita akan mudah dipengaruhi kedudukannya

oleh arus laut sehingga bentangan pita akan melengkung, sedangkan bila pemberat cukup

berat maka pita akan meregang sehingga kedalaman bacaan akan lebih kecil dari yang

seharusnya.

Gambar 2.5 Pengukuran Kedalaman Cara Mekanis

14

Pada kedua cara mekanis tersebut diatas data yang didapat terbatas pada tempat atau posisi

alat tersebut diturunkan, sedangkan diantara dua tempat yang berurutan tidak diketahui

atau diasumsikan mempunyai kedalaman diantara kedua kedalaman pada sisinya, sehingga

untuk mendapatkan ukuran yang lebih baik Interval jarak antara dua kedalaman dirapatkan

namun berakibat waktu yang dibutuhkan untuk mengukur lebih lama.

Sekalipun demikian cara tersebut diatas tidak berarti tidak dapat digunakan pada masa

kini, cara tersebut masih dapat digunakan dalam beberapa kondisi yaitu :

a. Daerah yang diukur mempunyai kelandaian rendah yang mempunyai permukaan relatif

rata.

b. Pengukuran diikuti dengan penyapuan kedalaman walaupun dilakukan dengan cara

yang juga sederhana ( Dragging ) untuk memeriksa dasar laut dari kedalalaman yang

lebih kecil dari batas tertentu, seperti gosong-gosong pada kedalaman sampai 10 meter.

c. Pengukuran yang dilakukan untuk memeriksa secara acak pada daerah hasil ukuran

yang akan disetujui.

2.3.2 Perum Gema

Cara ini menggunakan gelombang suara yang dipancarkan oleh transducer pemancar pada

permukaan laut kemudian dipantulkan oleh dasar laut dan diterima kembali oleh

transducer penerima, transducer pemancar dan penerima dapat terletak pada tempat yang

terpisah ataupun yang relatif sama. Gelombang udara tersebut yang dikemas dalam bentuk

pulsa-pulsa menjalar pada medium air laut dengan kecepatan kurang lebih 1500 m

perdetik dengan panjang lintasannya dua kali kedalaman air laut yang dilaluinya.

Gambar 2.6 Alat Perum Gema ( Echosounder )

15

Pada alat ukur echosounder (Gambar 2.10) faktor ΔT diukur pada sistem pada alat

sedangkan faktor C merupakan besaran konstanta yang menyatakan kecepatan standar

yang digunakan pada alat tersebut. Pada kenyataannya nilai C tersebut perlu diberikan

koreksi yang bergantung kepada sifat fisik medium yang dilalui gelombang suara, masing

- masing memberikan andil dalam penentuan ketelitian kedalaman ukuran. Pada beberapa

alat ΔT tidak diukur secara langsung akan tetapi dimanipulasikan dari gerakan stillus (

kawat pembakar ). Dengan penandaan saat gelombang dipancarkan dan diterima pada

kertas grafik sepanjang lintasan kawat stilus, maka kedalaman ukuran dapat ditentukan

dari jarak anaara kedua tanda tersebut. Sedangkan nilai C manipulasikan sebagai

kecepatan lintasan pita stillus. Kedalaman ukuran digambarkan pada kertas grafik (

echogram ), seperti terlihat pada Gambar 2.7, garis jarak antara garis nol ( Zerro line )

dengan garis kedalaman, atau dapat juga ditampilkan dalam bentuk angka.

Beberapa alat telah menyediakan garis-garis skala kedalaman pada kertas grafiknya,

sedangkan yang lainnya hanya berupa kertas polos/blanko saja. Selain dari pada gambar

grafik hasil rekaman alat maka pada kertas grafik tersebut dapat juga dituliskan catatan

yang diperlukan pada saat pengukuran, seperti tanggal, waktu, nomor lajur atau fix perum,

dsb. Pada waktu atau tempat tertentu pada grafik dapat diberikan tanda garis fix untuk

memberikan tanda pada posisi atau kedalaman tersebut dilakukan pengukuran posisinya

atau hal lainnya yang dianggap penting.

16

Gambar 2.7 Kertas Grafik ( Echogram )

2.4 Penentuan Posisi di Laut Dengan GPS

Survei untuk penenentuan posisi dari suatu jaringan titik di permukaan bumi dapat

dilakukan secara terestris maupun ekstra terestris, penentuan posisi titik-titik dilakukan

dengan melakukan pengamatan terhadap target atau obyek yang terletak di permukaan

bumi. Dalam metode penentuan posisi titik secara ekstra terestris, dilakukan dengan

melakukan pengamatan atau pengukuran terhadap benda atau obyek di angkasa, baik

berupa benda-benda, seperti bintang, bulan, dan quasar, maupun terhadap benda atau

obyek buatan manusia seperti satelit.

Dari beberapa metode dan penentuan posisi secara ekstra terestris, GPS ( Global

Positioning System ) adalah sistem yang saat ini paling banyak digunakan untuk keperluan

survei penentuan posisi, termasuk penentuan posisi di laut. Karena ada beberapa hal yang

menjadikan survei menggunakan GPS lebih banyak dimanfaatkan, yaitu :

Grafik Kedalaman

Garis Nol

Draft Transducer

Garis & Nomor Fix

Angka Garis Kedalaman

Garis Kalibrasi

a.

b.

j

c.

d.

2.4.1

Pada

belak

satel

posis

diten

geos

topo

Pada surve

survei teres

GPS.

Karena tid

jaringan GP

ribuan km.

Pelaksanaan

kondisi cua

Pada survei

dan vertika

1 Prinsip

a dasarnya k

kang ) den

lit GPS yan

si dengan G

ntukan adal

sentrik satel

sentris satel

ei GPS tida

stris, yang d

dak memerl

PS bisa me

n survei GP

aca.

i GPS koor

l).

Penentuan

konsep dasa

ngan jarak,

ng koordina

GPS diperli

ah vektor p

lit GPS (r) t

lit terhadap

Gambar

ak diperluka

diperlukan

lukan salin

empunyai sp

PS dapat dil

rdinat titik-t

n Posisi di L

ar penentua

yaitu deng

atnya telah

ihatkan pad

posisi geose

telah diketa

pengamat (

r 2.8 Prinsi

an saling k

adalah salin

ng keterliha

pasi jarak y

lakukan sian

titik ditentuk

Laut denga

an posisi de

gan penguk

h diketahui.

da Gambar

entrik penga

ahui maka y

(ρ).

ip Dasar Pe

(Pendekata

keterlihatan

ng keterliha

atan antar

yang relatif

ng maupun

kan dalam

an GPS

ngan GPS a

kuran jarak

Secara ve

2.8. Dalam

amat (R). U

yang perlu d

enentuan P

an Vektor)

antartitik s

atan antara

titik, mak

jauh sampa

malam hari

tiga dimens

adalah rese

secara sim

ktor, prinsi

m hal ini pa

Untuk itu k

ditentukan a

Posisi Deng

seperti haln

titik denga

ka titik-titik

ai puluhan

i serta dalam

si (posisi ho

ksi ( pengik

multan ke b

ip dasar pe

arameter ya

karena vekto

adalah vekto

gan GPS

17

nya pada

an satelit

k dalam

maupun

m segala

orisontal

katan ke

beberapa

enentuan

ang akan

or posisi

or posisi

Pu

Pada

satel

dapa

mela

hany

Pada

meka

posis

Posi

diny

akan

posit

terha

terha

meng

Di s

peng

yang

usat Bumi

a pengamata

lit dan buka

at diterapkan

akukan pen

ya terhadap

a operasion

anisme pen

si, yang aka

si yang dibe

yatakan dala

n ditentukan

tioning). P

adap pusat

adap titik

ggunakan m

amping itu,

gamatan set

g biasanya d

ρ 2 ρ 1

an dengan

an vektor-ny

n. Untuk m

ngamatan te

satu satelit,

nalisasi, pri

ngaplikasian

an dijelaska

Gambar

erikan oleh

am datum W

n posisinya

Posisi titik

bumi deng

lainnya ya

metode difer

, GPS dapa

telah data p

dilakukan un

ρ 4

ρ 3

GPS, yang

ya. Oleh seb

mengatasi ha

erhadap beb

, seperti yan

insip penen

nnya dapat

n lebih lanj

r 2.9 Prinsi

GPS adalah

WGS (Wor

a dapat diam

dapat dite

gan mengg

ang telah d

rensial (rela

at memberik

engamatann

ntuk menda

bisa diuku

bab itu rumu

al ini, pene

berapa sate

ng ditunjukk

ntuan posis

t diklasifika

ut pada sub

ip Dasar Pe

h posisi tiga

ld Geodetic

m (static p

entukan den

gunakan me

diketahui k

atif) yang m

kan posisi s

nya diprose

apatkan kete

Satelit G

ur hanyalah

us yang terc

entuan posis

elit sekaligu

kan pada ga

i dasar den

asikan atas

bbab berikut

enentuan P

a dimensi (X

c System) 1

positioning)

ngan meng

etode penen

koordinatny

menggunakan

secara insta

es secara leb

elitian yang

GPS

jarak antar

cantum pad

si pengamat

us secara s

ambar 2.9.

ngan GPS,

beberapa

tnya.

Posisi Deng

X , Y , Z ata

1984. Deng

ataupun b

ggunakan s

ntuan posis

ya (stasiun

n minimal d

an (real time

bih ekstensi

lebih baik.

r pengamat

da gambar 2

t dilakukan

simultan, da

berdasarka

metode pe

gan GPS

aupun φ, λ,

an GPS, tit

bergerak (ki

satu receiv

si absolut,

referensi)

dua receiver

e) ataupun

if (post pro

18

t dengan

.8 tidak

n dengan

an tidak

an pada

enentuan

h) yang

tik yang

inematic

ver GPS

ataupun

dengan

r GPS.

sesudah

cessing)

19

Metode Absolut Metode Relatif

Statik

Kinematik

2.4.2 Metode Penentuan Posisi

Dalam pengukuran dengan GPS dikenal beberapa metode penentuan posisi dan secara

umum dapat dibagi sebagai berikut

Secara umum posisi dapat ditentukan dengan mengacu pada :

a. Suatu sistem koordinat yang tetap yang didefinisikan dengan baik, yaitu yang

diorientasikan, biasanya ke pusat massa bumi, disebut sebagai Penentuan Posisi

Absolut ; atau

b. Ke titik lainnya, yaitu dengan menempatkan satu titik di bumi sebagai titik asal suatu

sistem koordinat lokal, disebut sebagai Penentuan Posisi Relatif.

Namun di dalam penentuan posisi dengan metode-metode tersebut dikenal dua besaran

pengukuran atau pengamatan dengan GPS, yaitu pengukuran pseudorange dan pengukuran

fase. Kedua metode tersebut dapat digunakan untuk penentuan posisi absolut (point

positioning), juga penentuan posisi relatif (differential positioning).

2.4.2.1 Penentuan Posisi Absolut

Penentuan posisi secara absolut (absolute positioning) merupakan metode yang paling

mendasar dari GPS [Abidin, 2000]. Dalam metode ini hanya diperlukan satu receiver GPS

dan yang umum digunakan pada metode ini adalah GPS tipe navigasi (handheld). Pada

penentuan posisi secara absolut pada suatu epok dengan menggunakan data pseudorange,

ada empat parameter yang harus ditentukan yaitu parameter koordinat (X,Y,Z atau φ, λ, h)

dan parameter kesalahan jam receiver GPS. Oleh sebab itu pada penentuan posisi secara

absolut pada suatu epok dengan menggunakan data pseudorange diperlukan minimal

pengamatan jarak ke empat buah satelit.

2.4.2

Yang

mene

terha

peng

diket

lainn

Tuju

terse

K ko

deng

Ga

2.2 Penentu

g dimaksud

entukan bes

adap titik la

gamatannya

tahui koord

nya ditempa

uan penentu

ebut. Jika ke

oordinatnya

gan persama

Dimana

1

ambar 2.10

uan Posisi R

d dengan pen

sarnya beda

ain yang aka

a salah satu

dinatnya ata

atkan pada t

uan posisi r

edua receiv

a telah dik

aan sebagai

vektor peng

2

0 Penentua

Relatif

nentuan pos

a koordinat

an ditentuka

u alat pene

au titik yang

titik lain yan

relatif adal

ver masing-m

ketahui dan

berikut :

gamatan

rec

n Posisi de

sisi relatif a

antara titik

an koordina

erima (recei

g dianggap

ng akan dite

ah menentu

masing dile

titik U tid

..

3

eiver

engan Meto

adalah pene

k yang diket

atnya, atau d

iver) ditem

sebagai tit

entukan pos

ukan vekto

takkan di ti

dak diketah

..................

4

ode Pseudor

ntuan posis

tahui koord

dengan perk

mpatkan pad

ik referensi

sisinya.

r jarak ant

itik K dan t

hui, posisi

...................

range

si suatu titik

dinatnya (titi

kataan lain d

da titik yan

i dan alat p

tara kedua

titik U, dim

titik U dit

...................

20

k dengan

ik tetap)

di dalam

ng telah

penerima

receiver

ana titik

tentukan

......(2.3)

21

Penentuan posisi relatif efektif jika pengamatan dilakukan secara simultan di kedua titik

pengamatan, yaitu di titik yang diketahui dan tidak diketahui posisinya. Hal ini

dimaksudkan untuk mendapatkan pengamatan dengan besar kesalahan yang sama di kedua

titik tersebut, sehingga bila diselisihkan akan diperoleh posisi relatif yang bebas kesalahan,

terutama kesalahan akibat ionosfer dan troposfer. Penentuan koreksi diferensial pada

pengamatan pseudorange dapat dikelompokkan menjadi dua bagian yaitu DGPS

(Differential Global Positioning System) dan ACS (Active Control System). Dalam subbab

selanjutnya akan dibahas tentang penentuan posisi menggunakan metode DGPS.

2.3.2.3 Metode Penentuan Posisi dengan Sistem DGPS

Penentuan posisi kinematik dimaksudkan sebagai penentuan posisi suatu titik dimana titik

yang akan ditentukan posisinya bergerak. Penentuan posisi titik yang bergerak ini dapat

dilakukan dengan metode pengamatan relatif (point positioning) ataupun dengan metode

pengamatan relatif (differential positioning), dengan besaran pengamatan menggunakan

pseudorange atau beda fase (carrier phase). Hasil penentuan posisinya bisa didapatkan

atau diperlukan pada saat pengamatan (real time) ataupun sesudah pengamatan (post

processing).

Pada pelaksanaan penentuan posisi di laut, metode penentuan posisi kinematik yang

digunakan adalah sistem DGPS (differential GPS). Pada metode pengamatan dengan

DGPS dibutuhkan minimum dua receiver GPS yaitu di stasiun acuan dan lainnya di

stasiun pemakai. Stasiun acuan adalah stasiun yang telah diketahui koordinatnya

sedangkan stasiun pengamat adalah stasiun pengamat yang akan ditentukan posisinya

dengan DGPS.

Stasiun Acuan di titik yang telah diketahui posisinya mengukur jarak ke semua satelit GPS

yang dapat teramati. Dari hasil pengukuran data ephimeris dapat diperoleh jarak yang

sebenarnya antara satelit GPS dengan stasiun acuan di darat. Perbedaan hasil ukuran dan

hasil hitungan jarak diperoleh nilai koreksi jarak ke masing-masing satelit. Sistem DGPS

ini dapat dilihat pada Gambar 2.11.

22

Gambar 2.11 Sistem DGPS

Jika hasil koreksi jarak dari stasiun acuan dapat digunakan untuk koreksi jarak hasil

pengukuran di stasiun pengamat (kapal laut), maka akan diperoleh data pengukuran ‘yang

telah dikoreksi’. Atau dengan kata lain bisa menghapus kesalahan pengukuran jarak yang

timbul di stasiun pemakai (kapal laut). Hal ini dimungkinkan apabila stasiun pemakai dan

stasiun acuan mengamati kelompok satelit yang sama.

Prinsip DGPS tersebut cocok digunakan untuk jarak antara stasiun pengamat dengan

stasiun referensinya pendek.

Dari pernyataan di atas sedikitnya tiga komponen sistem dalam teknik DGPS, yaitu :

1. Sistem DGPS stasiun acuan yang bertugas mengamati sinyal dari satelit GPS dan

melakukan koreksi terhadap data hasil pengukuran. Sistem ini memiliki 4 bagian

utama, yaitu receiver acuan, pembangkit koreksi diferensial, pembentuk format

panduan koreksi diferensial, dan tampilan kontrol.

2. Sistem DGPS stasiun pemakai, yang bertugas mengamati sinyal satelit GPS dan

melakukan koreksi data pengamatan dengan data koreksi yang diterima dari sistem

DGPS stasiun acuan.

23

3. Sistem DGPS hubungan data, yang bertugas memancarkan sebagian atau seluruh data

diferensial ke stasiun pemakai untuk pengolahan secara real time. Sistem ini terpisah

di dua lokasi, satu di stasiun acuan dan lainnya di stasiun penerima.

2.3.2.4 Wide Area DGPS (WADGPS)

WADGPS merupakan pengembangan dari DGPS. Sistem ini akan menghasilkan koreksi

diferensial untuk wilayah yang lebih luas. Ide dasar dari pengembangan sistem ini adalah

keterbatasan stasiun acuan lokal yang mempunyai ketergantungan antara koreksi

diferensialnya dengan jarak antara stasiun acuan dan pemakai.

Jaringan WADGPS terdiri dari satu stasiun master, beberapa stasiun acuan lokal, dan

komunikasi data. Setiap stasiun acuan lokal dilengkapi dengan jam rubidum dan alat

penerima GPS yang mampu melacak semua satelit yang terlihat. Data GPS yang diambil

dari tiap stasiun acuan lokal dikirim ke stasiun master. Stasiun master mengestimasi

parameter hambatan ionosfir, dan kesalahan jam dan ephemeris satelit, berdasar pada data

posisi acuan yang sudah diketahui dan informasi yang dikumpulkan. Koreksi yang

diperoleh kemudian dikirimkan ke pemakai menggunakan sistem komunikasi yang cocok,

seperti satelit atau gelombang radio.

Proses penghitungan koreksi dapat dilihat sebagai berikut :

1. Stasiun acuan lokal pada posisi yang sudah diketahui mengumpulkan data

pseudorange GPS dari semua satelit yang terlihat.

2. Pseudorange dan ukuran hambatan ionosfir dikirim ke stasiun master.

3. Stasiun master menghitung koreksi.

4. Koreksi dikirimkan ke pemakai.

5. Pemakai menerapakan koreksi ke pseudorange amatan untuk meningkatkan ketelitian

pemakaian.