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

J u r u s a n T e k n i k P e n e r b a n g a n F a k u l t a s T e k n o l o g i I n d u s t r i I n s t i t u t T e k n o l o g i B a n d u n g

2 0 0 1

ii

D E P A R T E M E N P E N D I D I K A N N A S I O N A L 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

Lampiran ........................................................................................ 75

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

(εs) elevasi hasil perhitungan (εc) .............................................

63

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

Ir Vektor kedudukan pesawat terhadap pusat buimi dalam tata acuan

koordinat inersial bumi

er 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 benua-

benua 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.