gps untuk perhubungan udara

GPS dan Perhubungan Udara

Kelompok Keilmuan GeodesiInstitut Teknologi Bandung

Jl. Ganesha 10, Bandung

Dr. Hasanuddin Z. Abidin

E-mail : [email protected] :Mei 2007

GPS danPerhubungan Udara

GPS adalah komponen penting dari FANS(Future Air Navigation System)yang berbasiskan satelit

FANS

Communication

Navigation

Surveillance

• GPS (USA)• GLONASS (Rusia)• GALILEO (Europe)

Hasanuddin Z. Abidin, 2007


Sejarah Singkat Navigasi

• Dulu – Sekarang : Astronomi Geodesi

– OK untuk Lintang, relatif jelek untuk Bujursampai jam yang akurat ditemukan ~1760

• Abad 13 : Magnetic Compass

• 1907 : Gyrocompass

• 1912 : Radio Direction Finding

• 1930’s : Radar dan INS (Inertial Nav. System)

• 1940’s : Loran-A

• 1960’s : Omega dan Satelit Doppler

• 1970’s : Loran-C

• 1980’s : GPS dan GLONASS

• 2000’s : GNSS (GPS, GLONASS, Galileo)

• Nama resminya NAVSTAR GPS(NAVigation Satellite Timing andRanging Global Positioning System).

• Sistem navigasi dan penentuanposisi berbasiskan satelit.

• Sistem militer yang dioperasikan olehDept. Pertahanan Amerika Serikat dandikelola secara bersama oleh KomiteNasional PNT.

• Pengembangan sistem : 1973 - 1994.

• Cakupan seluruh dunia.

• Beroperasi secara kontinyu.

• Tidak tergantung cuaca.

• Dapat digunakan oleh banyakorang pada saat yang sama.

Global Positioning System (GPS)


Didesain untuk memberikaninformasi tentang posisi dankecepatan tiga-dimensi, serta

informasi waktu.

KEMAMPUAN GPS

Ketelitian posisi

beberapa mm sampaibeberapa meteran

Ketelitian kecepatan

beberapa cm/detik

Ketelitian waktu

beberapa nanodetik

GPS dapat memberikaninformasi tentang posisi,kecepatan, dan waktu secaracepat, akurat, murah, dimanasaja di bumi ini pada setiapsaat tanpa tergantung cuaca.

GPS adalah satu-satunyasistem navigasi ataupunsistem penentuan posisi,selama beberapa abad ini,yang mempunyai karakteristikprima seperti tersebut.


GPS dan Navigasi Pesawat

Penggunaan ruang udarayang lebih fleksibel

Penentuan route terbangyang lebih bervariasi

Pelayanan navigasi yangrelatif lebih baik.

Ketergantungan terhadapkondisi cuaca akan sangatjauh berkurang


Automatic Dependent Surveillance

Separasijalur terbang

(lateral & longitudinal)dapat diperkecil

Menghemat bahan bakardan memperpendekwaktu penerbangan

Air TrafficControl

SatelitKomunikasi

posisi & kecepatan

posisi & kecepatan

GPS


GPS dan Pendaratan Pesawat

Landasan

Seandainya disertifikasi

Lebih murah dari ILSmaupun MLS

Liputan sinyal yang lebih luas Membuka kemungkinan

pembukaan banyak lapanganudara baru

Meningkatkan kapasitaspendaratan

Air Traffic Control

GPS


Fase Sub-Fase Time-to-Alarm (detik)

En-Route/ Oceanic 30

Terminal Domestic 30

Terminal 10

Approach Non-Precision 10

and CAT I 6

Landing CAT II 2Precison

CAT III 2

Persyaratan Ketelitian dan IntegritasDalam Penerbangan Udara


Fase Sub-FaseKetelitian (Source Accuracy )

2drms (meter)

Oceanic

En-Route/Domestic

1000 (normal and high traffic de nsity)2000 (low traffic density )

Terminal Terminal 500

Remote 1000 - 4000

Special HelicopterOperation

500 (high traffic density )1000 - 2000 (low traffic density )

Non-Precision 100

Approach CAT I Lateral : 17.1 Vertikal : 4.1

and Landing Precison CAT II 5.2 1.7

CAT III 4.1 0.6


SPS = Standard Positioning Service (for civilian).PPS = Precise Positioning Service (for military and authorized users).PPP = Precise Point Positioning (using phases)

1 mm 1 cm 1 m10 cm 10 m 100 m

DIFFERENTIALPOSITIONING

ABSOLUTEPOSITIONING

3 mmstatic survey (carrier phase)

5 cm

1 mcarrier-smoothed code

2 mdifferential code

3 mPPS with anti-spoofing

5 mSPS without selective availability

50 m

SPS with selective availability

ambiguity-resolved carrier phase

Since2 May2000

PPP surveying

10 cm

Spektrum Ketelitian Posisi GPS

Mekanisme Kerja Segmen Sistem Kontrol GPSHasanuddin Z. Abidin, 2007

MonitorStation

MonitorStation

MonitorStation

MonitorStation

MonitorStation

Master Control Station

. Pemrosesan data

. Pengontrolan Satelit

. Pengoperasian sistem

Pengamatan

salah satu dariGround Control Station

Pengiriman(S-band),sekali/hari

(L1, L2, P(Y) Code,C/A Code)

Ephemeris, Clock Data

Control Parameters

Kalau ada permasalahandengan satelit, penggunabaru tahu setelah x jam

di uploadsetiap x jam

Level integritas inibelum memadai untukpenerbangan sipil


Metode Pemantauan Integritas GPS

Sistem GPS mampu memenuhi persyaratan ketelitian untuk tahap-tahap penerbangan sipil, tapi persyaratan integritasnya belum.

Untuk itu dalam hal integritas, GPS harus dipantau dan diperkuatdengan metode/sistem lainnya.

Metode-metode Internal Metode-metode Eksternal

• Metode RAIM (ReceiverAutomous IntegrityMonitoring)

• Metode GIC (GPS Integrity Channel)- Ground-Based Communication- Satellite-Based Communication

• Metode Integrasi Sistem- GPS/Baro-Altitude- GPS/INS/IRS/AHRS- GPS/LORAN-C- GPS/Omega- GPS/Multi-Sensor FMCS- GPS/VOR-DME/RNAV

• Metode Differential GPS (DGPS)- Wide Area DGPS (WADGPS)- Local Area DGPS (LADGPS)

• GIC + DGPS + Ukuran Jarak Tambahan- Wide Area Augmentation System (WAAS)- Local Area Augmentation System (LAAS)


Fase Penerbangan Integrity Availability Accuracy

En-Route Oceanic GPS & RAIM GPS & RAIM GPS & RAIM

Domestic WAAS WAAS GPS & RAIM

Non-Precision WAAS WAAS GPS & RAIM

Approach Category - I WAAS & LAAS WAAS & LAAS WAAS & LAAS

and Landing Category - II LAAS LAAS LAAS

Category - III LAAS LAAS LAAS

Pelayanan GPS untuk Penerbangan

WAAS (Wide Area Augmentation System) umumnya mencakup suatuwilayah negara, seperti Amerika Serikat atau Indonesia; sedangkan

LAAS (Local Area Augmentation System) mencakup suatu kawasantertentu di sekitar suatu lapangan terbang.

Pada RAIM, receiver GPS di pesawat menggunakan informasi berlebihdari satelit-satelit GPS lainnya (> 4 satelit) untuk mengecek integritasdari solusi navigasi yang diperoleh.

Satelit Komunikasimemancarkan

Vektor Koreksi Diferensial Informasi Integritas Satelit Sinyal Pengukuran Jarak

Wide Area Reference Sites (WARS),contoh untuk USA ada 20-30 buah

Wide AreaMaster Site (WAMS) :Pusat Pengolahan Data

Satelit GPS

WAAS

Pengiriman data

Wide Area Augmentation System


Wide Area Augmentation System

http://www.mitrecaasd.org/

LAAS

Ref : waas.stanford.edu/research/laas.htm

Bagaimana denganstatus penggunaan GPS

dalam dunia penerbangandi Indonesia ?

gps untuk perhubungan udara

Documents