perencanaan dan persiapan survei gps (2)

8/20/2019 Perencanaan Dan Persiapan Survei GPS (2)

1/89

Satelit GPS

Hasanuddin Z. Abidin

Jurusan Teknik Geodesi, Institut Teknologi BandungJl. Ganesha 10, Bandung 40132

E-mail : [email protected]

Modul-8 :Perencanaan dan PersiapanSurvai GPS


2/89

Karakterist ik Survai GPS Metode penentuan posisi yang digunakan adalah differential positioning . Minimal 2 receiver GPS diperlukan. Penentuan posisi sifatnya statik (titik-titik survainya tidak bergerak). Data pengamatan yang digunakan untuk penentuan posisi adalah data fase. Tipe receiver yang digunakan adalah tipe survai/geodetik bukan tipe navigasi. Pengolahan data umumnya dilakukan secara post-processin g.

Antar titik tidak perlu bisa saling ‘melihat’.Yang perlu adalah setiap titik dapat ‘melihat’ satelit.

Umumnya jaringan dibangun sesi per sesi daripengamatan baseline selama selang waktu tertentu.

Pelaksaan sesi pengamatan suatu baselinesifatnya berdiri sendiri.

Distribusi titik-titik per se tidak mempengaruhi

kualitas jaringan. Tapi distribusi dari baselinebebas ( independent ) yang diukur akan mempengaruhi. Kriteria pemilihan titik berbeda dengan kriteria

pemilihan titik pada survai konvensional

Hasanuddin Z. Abidin, 1994

GPS

Monitor Station


3/89

Tahapan Pelaksanaan Survai GPS


l pemrosesan awall perhitungan baselinel perhitungan jaringan

l transformasi koordinatl kontrol kualitas

PERENCANAAN

PERSIAPAN

PENGUMPULAN DATA

PENGOLAHAN DATA

PELAPORAN

revisi

revisi

revisi

perhitungantambahan

l monumentasil pengamatan satelitl data meteorologil data pelengkap

l peralatanl geometril strategi pengamatanl strategi pengolahan datal organisasi pelaksanaanl pengenalan lapangan

(reconnaissance)


4/89

Parameter Perencanaan Survai GPS


l lokasi titikl jumlah titikl konfigurasi jaringanl karakteristik baselinel jumlah satelitl lokasi & distribusi satelitl mask anglel kekuatan geometri

l receiver GPS (jumlah & tipe)l sensor meteorologil peralatan pelengkap

l metode pengamatanl waktu pengamatanl lama pengamatanl pengikatan ke titik tetap

l perangkat lunakl pemrosesan awall eliminasi kesalahan & biasl penentuan baselinel perataan jaringanl kontrol kualitasl transformasi koordinat

l jumlah personill pembagian tugasl transportasi & komunikasil logistikl akomodasi

Peralatan

Geometri

Organisasipelaksanaan

Strategipengolahan data

Strategipengamatan

PERENCANAANSURVAI GPS


5/89

PROLOG

Dalam pelaksanaan Survei dengan GPS,berdasarkan pengalaman, problem dan permasalahanumumnya timbul bukan karena hal-hal yang terkait denganTEKNOLOGI tapi karena hal-hal yang terkait denganLEMAHNYA MANAJEMEN SURVEI .

Untuk mengatasi hal tersebutPROSES PERENCANAAN SURVEIyang komprehensif, mendetil, dan realistisharus dilakukan dengan sebaik mungkin.



6/89

PERENCANAANPERALATAN


7/89

• Receiver dan antena GPS berikut peralatan pelengkapnya(kabel, catu daya, pengukur tinggi antena, dll. nya); minimal 2 set.

• Alat pengukur suhu, tekanan, dan kelembaban udara.• Kendaraan bermotor untuk mempermudah pergerakan alat dan personil

dari titik ke titik.• Alat komunikasi radio, untuk sinkronisasi pengamatan antar titik.• Penunjuk waktu (jam).• Batery charger .

• Komputer untuk pengolahan data awal di lapangan (sebaiknya laptop ).• Peralatan pembantu seperti golok yang kadangkala diperlukan untuk

membuat ruang pandang ke satelit lebih luas dan terbuka.

Peralatan Survai GPS


Peralatan-peralatan yang diperlukan dalam proses pengum pulan data GPS untuk keperluan surv ai dan pem etaan adalah :


8/89

Pem ilihan Receiver GPS


Pertimbangan Teknisl tipe data yang diamati.l satu atau dua-frekuensi.l metode pengamatan fase L2.l kanal sekuensial atau paralel.l jumlah kanal.l jenis dan karakteristik antena.l ketelitian dari pseuodrange dan fase.l level noise dari data pengamatan.

Kesesuaian Lapangan

l beratl ukuranl kekuatanl kekedapan terhadap air l selang suhu operasionall kebutuhan enerji/baterai

Pengoperasian Receiver l kemudahan operasil kemudahan untuk

memasukkan data-datal kemampuan untuk memantau

status pengamatanl jenis survai yang bisa ditangani

(statik, statik singkat, stop-and-go, pseudokinematik, dll).

Perangkat Lunakl perangkat lunak utama (pengolahan

awal, pengolahan baseline, perataan jaringan, transformasi koordinat).

l prediksi satelit.l kemampuan downloading data.l pilihan-pilihan pengolahan data.

Pertimbangan Finansiall harga.l dukungan teknis.l garansi.l pelayanan purna jual.

Perekaman Datal media perekaman data.l kecepatan perekaman data.l kapasitas/volume perekaman.l metode penyimpanan data.l metode downloading data.l jenis data yang dapat di download.


9/89

Receiver GPS

Pada su rvai GPS yang dig unakan adalah receiver GPS t ipe geodetik.


Berdasarkan pemakainya dikenal tipe-tipe receiver GPS :

RECEIVERGPS

PenentuanPosisi

Penentuan

Waktu

Tipe Navigasi

Tipe Pemetaan

Tipe Geodetik

Tipe Sipil

Tipe Militer

Tipe Satu-Frekuensi

Tipe Dua-Frekuensi

Timing Receiver


10/89


Geodetik (Satu-Frekuensi)

Geodetik (Dua-Frekuensi)

Navigasi(Militer)

Navigasi(Sipil) Harga

(Rp)

Ketelitian Posisi

60-80 Juta

30-35 Juta

0.4-1.0 Juta

50-100 m10-20 m

mm-cm

?

Pemetaan

cm-dm 1 - 5 m

10-15 Juta

Karakteristik Receiver GPS

Untuk Penentuan Posisi (Juni 1997)



11/89

l Tipe geodetik, dan bukan tipe navigasi.l Jumlah receiver GPS yang diperlukan minimal 2 buah.

l Sebaiknya dari tipe dua-frekuensi, yang dapat mengamati fase darisinyal GPS pada frekuensi L1 dan L2.l Disamping mampu melayani static surveying , receiver GPS juga

sebaiknya mampu melaksanakan metode rapid static , pseudo-kinematic ,dan stop-and-go .

l Mampu mengamati semua satelit yang berada di atas horison.l Mampu merekam data untuk waktu yang relatif lama seperti lebih dari 3 jam.l Sebaiknya tidak terlalu berat dan ukurannya relatif tidak terlalu besar.l Operasionalisasinya sebaiknya user-friendly .

K arakterist ik Receiver GPS


Karakteristik dari receiver GPS yang diharapkan untuk keperluan survai dan pem etaan adalah :


12/89

Spektru m Harg a Receiver GPS


20 40 60 80 100 120 140

dua frekuensisatu frekuensi

T i p e R e c e

i v e r

Harga (dalam juta Rupiah)

(pseudorange dan fase)

Saat ini sud ah ada pulu han m erek d ari receiver GPS t ipe geodetik yang beredar di pasaran.


13/89

Jumlah receiver GPS yang digunakan dalam suatu survai GPS(minimal 2 buah) akan mempengaruhi beberapa hal seperti :

Semakin banyak receiver yang digunakan bukan berarti

semakin baik. Jumlah yang optimal harus dicari, sehinggasurvai dapat dilaksanakan secara efektif & efisien.

Ju m lah Receiver

o Jumlah tim survai yang diperlukan (satu receiver per tim).

o Mekanisme pergerakan tim.o Sinkronisasi waktu pengamatan antar tim.o Volume pekerjaan yang dapat diselesaikan per hari.o Lama waktu pelaksanaan survai.o Biaya pelaksanaan survai.



14/89

Jumlah receiver GPS yang optimal untuk digunakan dalamsuatu survai GPS akan tergantung pada :

Dari 4 hal di atas selanjutnya dapat ditentukan kapasitaspengukuran (jumlah baseline/hari) yang harus dipenuhi.Dari sini selanjutnya ditentukan jumlah receiver GPSyang harus digunakan.

Jumlah Receiver yang Optimal

o Lama waktu pelaksanaan survai yang efektif,di luar waktu untuk keperluan mobilisasi, reconnaissance, pengurusan perizinan, pemasangan tugu, demobilisasi, dll.

o Jumlah dari seluruh baseline yang perlu diamati.o Kondisi medan dari daerah survai.o Sarana dan pra-sarana transportasi di daerah survai.



15/89

l Receiver-receiver GPS yang d igun akan pada suatu surv ai GPS sebaiknya dari merek dan t ipe yang sama.

l Pengg unaan t ipe receiver yang berbeda-beda dapat menim bulk an pro blem yang dikarenakan oleh faktor -faktor sepert i :

l Dalam k ond isi DARURAT, pengg unaan receiver-receiver yang berbeda mem ung kink an. Manfaatkan adanya form at RINEX !

Keseragaman Receiver GPS

o Jumlah kanal yang berbeda.o Data pengamatan yang berbeda (single vs. dual frekuensi).o Teknik pemrosesan sinyal yang berbeda.o Ketelitian time-tagging yang berbeda.



16/89

Receiver GPS Tipe Nav igasi

o Mencari lokasi titik, yang sudah direncanakan sebelumnya pada peta perencanaan, di lapangan pada saat reconnaissance .

o Mengecek penampakan satelit dari lokasi titik yang akan dipilih(membantu dalam pemilihan lokasi akhir yang paling baik).

o Membantu pergerakan tim survai dari titik ke titik selama survai berlangsung

Pada pelaksanaan suatu Survai GPS, penggunaan receiver GPS tipe navigasi ( hand-held r eceiver ) akan sangatbermanfaat, yaitu untuk keperluan :



17/89

Pada saat ini harga dari receiver GPS tipe navigasirelatif sudah cukup murah, sehingga sudahselayaknya dimiliki oleh setiap perusahaan surtayang melaksanakan survai GPS.

Contoh :


Receiver GPS Tipe Nav ig as i

Garm in 38 US$. 149.00 Eag le Exp lo rer US $. 199.99 Magellan 4000XL US $. 249.95 Garm in 12XL US $. 249.99 Magellan Trai lblazer XL US $. 279.99


18/89

l Antena yang digunakan sebaiknya ‘sesuai’ dengan receiver

GPS nya, dalam hal merek, model, dan tipe keduanya.l Antena sebaiknya diperlengkapi dengan ground plane untuk

mereduksi efek multipath.l Antena mempunyai phase center yang relatif stabil.l Antena mempunyai gain pattern yang baik, sehingga antena

tersebut dapat mengamati sinyal yang datang dari semua arahdan ketinggian dengan baik.

K arakter is t ik A ntena GPS


Karakteristik dari antena GPS yang diharapkan untuk keperluan survai dan pem etaan adalah :


19/89

l Pengukur Suhu Udara (Termometer)l Pengukur Tekanan Udara (Barometer)l Pengukur Kelembaban Udara (Higrometer)

Sensor Meteorologi

o Informasi suhu, tekanan, dan kelembaban udaradiperlukan untuk menghitung besarnya b ias t rop osf i r.

o Untuk survai GPS dengan panjang baseline yang relatif pendek,(< 10 km) pengukuran parameter meteorologi tersebut tidak terlalukrusial, dan umumnya boleh tidak dilakukan. Dalam hal ini proses pengurangan data (differencing) diasumsikan telah dapat mengeliminir sebagian besar dari bias troposfir.



20/89

K end araan B erm otor


o Jenis kendaraan bermotor disesuaikan dengan kondisi medan survai (e.g. 4-wheel drive, speed boat, dll.)

o Supir kendaraan sebaiknya penduduk lokal, yang lebihmengetahui jalan-jalan di kawasan daerah survai.

o Penghematan jumlah kendaraan kadang dapat dilakukandengan perencanaan sesi pengamatan serta pergerakantim yang baik dan ketat.

Setiap tim survai GPS umumnya akan memerlukansatu kendaraan bermotor untuk pergerakan darititik ke titik.


21/89

Radio K om unikas i


o Jumlahnya disesuaikan dengan jumlah tim survai.Jangan lupa backup !

o Penting untuk sinkronisasi waktu pengamatan antar tim.

o Penting untuk menjaga komunikasi antar tim ataupunantara tim dengan basecamp.

o Jarak jangkau dari peralatan radio komunikasi yang digunakanharus lebih panjang dari panjang baseline maksimum dalam jaringan yang disurvai.

Peralatan radio komunikasi mutlak diperlukan dalampelaksanaan suatu survai GPS.


22/89

B aterai & Charger


o Baterai (kering atau basah) dalam jumlah yang cukup harusselalu tersedia. Jangan lupa untuk selalu melebihkan jumlahbaterai, untuk keperluan backup.

o Baterai charger dalam jumlah yang cukup harus selalu tersedia.

o Basecamp survai harus mempunyai akses ke enerji listrik.Kalau tidak ada bagaimana ? Bawa generator ?

Tanp a baterai , receiver GPS t idak dapat d ioperasikan !


23/89

Kompute r


o Untuk down-loading data dari receiver.

o Untuk pengolahan baseline dari hari ke hari.

o Untuk perataan jaringan awal di lapangan(perhitungan secara bertahap).

Tim survai GPS di lapangan harus di lengkapi dengan kom puter, sebaiknya laptop, yang berfungsi :

Ko mp uter harus d i lengk api dengan sof tware-sof tw are yang d iperlukan.


24/89

Beberapa peralatan survai GPS lainnya :

Jangan menyepelekan peralatan yang nampaknya kecil.Satu kabel tidak ada, pengukuran bisa gagal !!

Peralatan Lainn ya

o Tr ipod

o Unting-Unting

o Tribrach o Pengukur Tinggi Antena

o Penunjuk Waktu (Jam)

o Senter (untu k p engamatan malam h ari)



25/89

Check L ist Peralatan Biasakan untuk membuat check list peralatan !!

Receiver + Antena

TribrachKabel-KabelPengukur Tinggi AntenaBaterai + Charger Radio KomunikasiKomputer + Disket

Tripod + Unting-UntingFormulir-Formulir Isian

Sudah Belum Jumlah Keterangan



26/89

PERENCANAAN ASPEK GEOMETRI


27/89

Geom etr i Peng am at

l LOKASI TITIK

l JUMLAH TITIKl KONFIGURASI JARINGANl KARAKTERISTIK BASELINE


Parameter-parameter perencanaansuatu survai GPS yang terkait dengangeometri pengamat adalah :

l Tidak seperti halnya survai terestris, survai GPS tidak memerlukan saling

keterlihatan ( intervisibility ) antara titik-titik pengamat.l Yang diperlukan adalah bahwa pengamat dapat ‘melihat’ satelit

(satellite visibility )

Satelit GPS


28/89

Lo kasi Tit ik l Punya ruang pandang langit yang bebas ke segala arah di atas elevasi 15 derajad.l Jauh dari obyek/benda yang mudah memantulkan sinyal GPS, untuk meminimalkan

atau mencegah terjadinya multipath.l Jauh dari kabel-kabel listrik tegangan tinggi ataupun obyek-obyek bermedan

elektromagnetik yang kuat yang dapat mendistorsi karakteristik meda elektromagnetikdari antena GPS.

l Kondisi dan struktur tanahnya stabil.l Mudah dicapai (lebih baik dengan kendaraan bermotor).l Sebaiknya ditempatkan di tanah milik negara.l Titik harus ditempatkan pada lokasi dimana monumen/pilar tidak mudah terganggu

atau rusak, baik akibat gangguan’ manusia, binatang, ataupun alam.l Penempatan titik pada suatu lokasi juga harus memperhatikan rencana penggunaan

lokasi yang bersangkutan di masa depan.l Titik-titik harus dapat diikatkan ke minimal satu titik yang telak diketahui koordinatnya

- pendefinisian datum.- penjagaan konsistensi dan homogenitas dari datum dan ketelitian

titik-titik dalam jaringan



29/89

Jumlah Ti t ik l Jumlah titik dalam jaringan GPS disesuaikan dengan keperluan serta

tujuan dari pelaksanaan survai GPS yang bersangkutan.

l Titik-titik terdiri dari titik-titik yang telah diketahui koordinatnya dan titik-titikyang akan ditentukan koordinatnya :

- untuk pendefinisian datum dari survai GPS tersebut.- dituntut oleh spesifikasi teknis dari survai GPS.

- untuk penentuan parameter transformasi antara datum GPS dan datum lokal.- untuk kontrol kualitas.- untuk menjaga konsistensi dan homogenitas dari datum dan ketelitian titik.

l Minimal satu titik harus dijadikan sebagai titik datum dari survai GPS,yang koordinatnya diketahui dalam sistem WGS-84.

Secara umum jangan gunakan koordinat dari point-positioning dengan datapseudorange sebagai titik datum dari survai GPS.

20 m kesalahan posisi titik datum = 1 ppm kesalahan baseline yang diperoleh !



30/89

l Distribusi titik-titik per se relatif tidak mempengaruhi kualitas jaringan.Tapi distribusi dari baseline bebas ( independent ) akan mempengaruhi :

- pilih lokasi titik sesuai dengan keperluan dan tujuan survai.- usahakan jumlah baseline bebas yang semaksimal dan seoptimal mungkin.

l Sebatas tahap perhitungan baseline, bentuk jaring titik-titik GPS bukanlah suatu isuyang krusial dibandingkan dengan ukuran (besar) jaringan. Dengan kata lain panjang baseline lebih berpengaruh dibandingkan letak dan orientasi nya.

l Untuk keperluan penentuan cycle ambiguity , panjang baseline dalam suatu jaring GPS

sebaiknya bervariasi secara gradual dari pendek ke panjang ( bootstraping method ).l Tapi dari segi menjaga tingkat dan konsistensi ketelitian titik-titik dalam jaringan, jarak

antar titik sebaiknya tidak terlalu panjang dan juga titik-titik tersebut sebaiknyaterdistribusi secara merata dan teratur.

Ko nfigu ras i Jar ingan



31/89

l Baseline trivial adalah baseline yang dapat diturunkan dari baseline-baseline lainnya dari satu sesi pengamatan.l Baseline yang bukan trivial dinamakan baseline bebas (independent ).l Pada satu sesi pengamatan, jika ada n receiver yang beroperasi secara

simultan maka akan ada ( n-1 ) baseline bebas.l Ada beberapa kombinasi dari (n-1) baseline bebas tersebut.

l Set dari (n-1) baseline bebas yang akan digunakan akan mempengaruhikualitas dari posisi titik yang diperoleh.

B aseline Trivial

5 receiver GPSsatu sesi pengamatan

baseline bebasbaseline trivial



32/89

l Spesifikasi geometris tidak dipenuhi.l Informasi yang masuk ke dalam perataan jaringan menjadi berkurang.

l Tingkat ketelitian dari titik yang diperoleh secara teoritis akanberkurang.

l Hasil yang diberikan oleh hitung perataan jaringan tidak mencerminkankondisi yang sebenarnya ----> Tidak Realistis .

Kenapa Baseline Trivial

Sebaikny a Tidak Digun akan


Dalam kasus baseline trivial dianggap sebagai baselinenon-trivial dari jaringan yang direncanakan, maka :


33/89

l Pengikut-sertaan baseline trivial dalam perataan jaringan akanmemberikan hasil perataan yang TERKESAN LEBIH PRESISIdibandingkan kondisi yang sebenarnya ---> Tidak Realist is .

l Karena pada dasarnya tidak ada informasi tambahan, makaTINGKAT KETELITIAN titik yang diperoleh relatif tidak akan berubah.

l Karena semakin banyak baseline yang terlibat, beban pengolahandata semakin bertambah.

Kenapa Baseline Trivial

Sebaikny a Tidak Digun akan


Dalam kasus baseline trivial sebagai baseline tambahandari jaringan yang direncanakan, maka :


34/89

l 4 baseline bebas.l geometri untuk penentuan posisi

relatif lebih lemah.l ketelitian posisi yang diperoleh relatif

akan lebih rendah.l waktu pengumpulan dan pengolahan

data relatif akan lebih cepat.l jumlah receiver dan/atau sesi

pengamatan yang diperlukan relatif

lebih sedikit.l biaya untuk logistik, transportasi, dan

akomodasi relatif akan lebih murah.l kontrol kualitas relatif lemah.

K arakter is t ik B asel ine

l 10 baseline bebas.l geometri untuk penentuan posisi

relatif lebih kuat.l ketelitian posisi yang diperoleh relatif

akan lebih tinggi.l waktu pengumpulan dan pengolahan

data relatif akan lebih lambatl jumlah receiver dan/atau sesi

pengamatan yang diperlukan relatif

lebih banyak.l biaya untuk logistik, transportasi, dan

akomodasi relatif akan lebih mahal.l kontrol kualitas relatif lebih baik.


METODERADIAL

METODEJARINGAN


35/89



l Jumlah titik sama.l Konfigurasi jaringan dapat berbeda.


36/89

l Baseline sebaiknya tidak terlalu panjang (< 20 km); karena semakin panjang baselinepengaruh kesalahan orbit dan refraksi ionosfir akan semakin besar.

l Untuk kontrol kualitas dan menjaga kekuatan jaringan, sebaiknya baseline yang diamati salingmenutup dalam suatu loop dan tidak terlepasbegitu saja. Kalau karena sesuatu hal, pengamatanbaseline harus dilakukan secara terlepas (metode

radial), maka sebaiknya setiap baseline diamati2 kali pada 2 sesi pengamatan yang berbeda.l Semakin banyak jumlah baseline bebas ( independent ) yang diamati dalam suatu

jaringan akan semakin baik.l Hindari baseline trivial, gunakan baseline bebas ( independent ).

Dalam perhitungan jaringan, baseline trivial tidak digunakan.


Karakteristik baseline yang dipilih akan mempengaruhi skenario pengamatan besertaaspek-aspek yang terkait seperti logistik, transportasi, akomodasi, dan komunikasi.



37/89

l Loop yang terlalu besar (terdiri dari banyak baseline) tidak terlalu baiksecara geometris, meskipun dilihat dari lamanya pengamatan yangdiperlukan akan lebih menguntungkan.

l Dengan kata lain jumlah baseline dalam suatu loop sebaiknya jangan terlalu banyak

l Baseline-baseline dalam suatu jaringan GPS sebaiknya mempunyaipanjang yang relatif tidak terlalu jauh berbeda satu sama lainnya.



kurang baik lebih baik

loop besar loop kecil

loop kecil


38/89

K on figuras i Basel ine


Pada survai GPS, konfigurasi jaringan baseline dibuat denganmempertimbangkan :

l Spesifikasi teknis yang ditetapkan.l Kondisi medan daerah survai

(termasuk jaringan transportasinya).

l Fungsi dari titik-titik GPS tersebut nantinya.l Strategi pergerakan tim yang akan diterapkan.l Faktor efektivitas dan efisiensi.

Konfigurasi jaringan yang baik tidak akan gunanya seandainya :

l Lokasi titik-titiknya sulit untuk dicapai.l Selanjutnya tidak digunakan, karena satu dan lain hal.l Tugunya di lapangan hilang.


39/89

Bagaim ana K on figuras i Basel ine ny a ?


Jalan Tit ik GPS


40/89

A pa Begin i ?


Jalan Tit ik GPS

18 baseline


41/89

A tau B egini ?


Jalan Tit ik GPS

16 baseline


42/89

Mungk in Begin i ?


Jalan Tit ik GPS

17 baseline


43/89

B aseline yang m ana ?


l Panjangnya relatif lebih pendek.

l Waktu pencapaian kedua titik ujungnyarelatif lebih cepat dan mudah.

l Kontribusinya terhadap kekuatan jaringan

relatif lebih besar.

Kri teria kom parat i f yang d apat d igu nakan dalam m em il ih su atu b aseline terhadap b aseline lainnya antara lain :


44/89

Geometri Sateli t

l JUMLAH SATELITl LOKASI & DISTRIBUSI SATELITl MASK ANGLEl KEKUATAN GEOMETRI

Satelit GPS Parameter-parameter perencanaansuatu survai GPS yang terkait dengangeometri pengamat adalah :

Geometri satelit tidak hanya punyaefek langsung terhadap ketelitian posisi,

tapi juga efek tak langsung :

besarnya kesalahan dan bias.

penjalaran kesalahan dan bias. penentuan cycle ambiguity dari fase.



45/89

l Pilih selang waktu pengamatan dimana jumlah satelit yang dapat diamati diatas horison pengamat adalah paling banyak.

l Gunakan receiver GPS yang dapat mengamati seluruh satelit yang nampak.l Pilih lokasi titik yang mempunyai ruang pandang bebas ke langit

yang seluas mungkin.

Ju m lah Satel i t

Disamping akan memperkuat geometri satelit yang selanjutnyaakan meningkatkan ketelitian posisi titik yang diestimasi,

semakin banyaknya satelit yang diamati juga akan semakinmempercepat dan mempermudah proses penentuan cycle ambigu i ty .

Pada prinsipnya semakin b anyak satelit yang diamati akan semakin baik :



46/89

Lo kasi & Distr ib us i Satel i t

Sebaiknya satelit-satelit yang diamatiterdistribusi secara merata di langit.Setidaknya satelit tersebut terletakdalam 3 (tiga) kuadran.

Lokasi dan distribusi satelit disamping akan mempengaruhi

kekuatan geometri , juga akan mempengaruhiefek dari kesalahan dan bias terhadap ketelitian posisi.

l gunakan polar plot satelit untuk

perencanaan waktu pengamatan.l pilih selang waktu pengamatan

dimana distribusi satelit optimal.

0 30

60

90

120

150180

210

240

270

300

330

90

30

60

182

6

16

1911

Azimuth starting epoch

E l e v a

t i o n



47/89

Lo kasi & Distr ib us i Satel i t

Konfigurasi yang relatif b aik (satelit terdistribusi secara merata)

Konfigurasi yang relatif tidak baik (satelit terdistribusi

secara tidak merata)



48/89

l Mask angle adalah sudut elevasiminimum dari satelit yang diamati.Satelit dengan elevasi lebih kecildari mask angle , tidak akandiamati oleh receiver GPS.

l Besarnya mask angle yangdigunakan adalah salah satuopsi dalam pengoperasianreceiver GPS.

l Besarnya mask angle yang digunakan akan menentukan jumlah satelit yangteramati. Semakin besar mask angle yang digunakan, semakin sedikit jumlahsatelit yang teramati.

Jangan gunakan mask angle yang terlalu besar.l Data pengamatan dari satelit-satelit yang berelevasi rendah, relatif akan lebih

dipengaruhi oleh refraksi ionosfir dan troposfir, lebih mudah terkontaminasi oleh

multipath, dan juga level derau (noise) nya umumnya lebih tinggi.Jangan gunakan mask angle yang terlalu kecil.

l Mask angle yang umum digunakan adalah 10 o atau 15 o.

Mask A ngle

mask angle

Satelit GPS yang teramati

Satelit GPSyang tidak teramati



49/89

PERENCANAANSTRATEGI PENGAMATAN


50/89

Strategi Peng am atan

METODE PENGAMATAN WAKTU PENGAMATAN LAMA PENGAMATAN PENGIKATAN KE TITIK TETAP

Dalam perencanaan strategi pengamatansatelit GPS untuk keperluan survai, adabeberapa faktor yang harus diperhitungkanyaitu antara lain :

Satelit GPS

Strategi pengamatan harus direncanakan dengan sebaik mungkin, karena akan

sangat terkait dengan tidak hanya aspek ketelitian posisi yang diperoleh,tapi juga dengan aspek-aspek lain seperti finansial , waktu pelaksanaan survai ,pergerakan personil , akomodas i, dan logistik .



51/89

k Metode pengamatan disesuaikan dengan tingkat ketelitian posisi yang diinginkan.k Untuk keperluan survai pemetaan, metode differential positioning menggunakan data

fase harus diterapkan.k Pengamatan dilakukan baseline per baseline

hingga membentuk suatu jaringan titik.k Jaringan titik tersebut harus terikat kepada

beberapa titik ikat yang koordinatnya telahdiketahui dengan ketelitian yang relatif lebih tinggi ataupun sama.

k Pengamatan suatu jaringan titik-titik GPSsebaiknya dimulai dari suatu baseline yangterikat langsung dengan titik ikat.

k Seandainya terdapat lebih dari satu jaringan titik dengan orde ketelitian yang berbeda,

maka jaringan dengan orde ketelitian yang lebih tinggi harus diamati terlebih dahulu.k Strategi pengamatan, disamping harus optimal dipandang dari segi ketelitian , biaya , dan

waktu , juga harus mengandung secara implisit suatu mekanisme kontrol kualitas .

Meto d e Pen gam atan

= titik ikat (koordinatnya diketahui)= titik yang akan ditentukan koordinatnya



52/89

Sesi Peng am atan


l Sesi pengam atan adalah suatu s elang waktu pengamatan dim ana semua receiver GPS melakuk an pengam atan s atel i t GPS secara sim ultan.

l Pelaksanaan survai GPS pada suatu jaringan t i t ik umumnya akan terdir i dari beberapa sesi pengamatan.

l Contoh untuk 3 Receiver :

R1

R2

R3

R2

R3

R1R2

R3 R1

R2

R3 R1

Ses i-1 Ses i-2 Ses i-3 Ses i-4


53/89

Ju m lah Sesi Peng am atan


l Jumlah minimum sesi pengamatan dalam suatu jaringan :

l Jumlah baseline bebas (non-trivial) dalam jaringan :

s = n - m

r - m

s = jumlah ses i pengamatan n = jumlah t i t ik dalam jar ingan r = jumlah rece iver yang beroperas i

secara simultan m = jumlah per tamp alan t it ik antar ses i

Seandainya s bilangan pecahan, s dibulatkan ke integer yang lebih besar.

b = s .(r-1) b = jumlah basel ine


54/89



n = 13 t it ik r = 3 r ec ei ver m = 2 t i tik

Data :

Jumlah minimum sesi :s = (13-2)/(3-2)

= 11 ses i

Jumlah baseline bebas yang teramati dalam 11 sesi :b = 11.(3-1) = 22 baseli ne

Perkiraan jumlah sesi pengamatan dan baseline bebasdalam jaringan dengan menggunakan 3 receiver GPS :


55/89

Data :

Jumlah minimum sesi :



n = 13 t it ik r = 4 r ec ei ver m = 2 t i tik

s = (13-2)/(4-2) = 6 s es i

Jumlah baseline bebas yang teramati dalam 6 sesi :b = 6.(4-1) = 18 baseline

Perkiraan jumlah sesi pengamatan dan baseline bebasdalam jaringan dengan menggunakan 4 receiver GPS :


56/89

Perg erakan Receiver


A

B

C

D

E

SesiPengamatan

123

4

PenempatanReceiver

A, B, CA, D, CA, D, E

A, C, E

Baseline bebasyang diamati

AB dan BCAC dan CDAD dan DE

AE dan EC

l Dalam s urvai GPS, perenc anaan pergerakan receiver h arus d i lakukan dengan sebaik mun gkin, karena pengaruhnya sangat besar terhadap k ajuan pekerjaan.

l Contoh pergerakan 3 receiver GPS :


57/89



Titik Tetap

Titik Baru

TitikTetap

ArahPengukuran

Untuk keperluan perhitungan awal di lapangan(pengolahan baseline dan perataan jaringan bertahap),pergerakan receiver hendaknya dimulai dari titik tetap.


58/89



l Dalam pergerakan ke titik-titik pengamatan,setiap tim survai harus dilengkapi dengan peralatanradio komunikasi (HT).

l Sebaiknya juga selalu ada komunikasi antara setiaptim survai dengan basecamp, sehingga seandainyaterjadi kasus emergency dapat ditangani secara cepat dan efektif.


59/89

l Penggunaan hanya baseline-baselinebebas (non-trivial) yang membentuksuatu jaringan (kerangka) yang tertutup.

l Pengamatan beberapa baseline dalamsuatu loop tertutup yang relatif tidakterlalu besar.

l Pengamatan suatu baseline dua kalipada beberapa sesi pengamatanyang berbeda (common baseline).Ini dilakukan biasanya pada baselineyang panjang dan pada baseline-baseline yang konektivitasnya pada

suatu titik kurang kuat.l Penggunaan beberapa titik ikat yang tersebar secara baik dalam jaringan.

Perenc anaan Strategi Peng am atan

(Mekanisme Kontrol Kuali tas)


pengamatan dua kali(common baseline)

loop

baseline bebas yang membentuk jaringan

titik ikat lebih dari satu


60/89

Jumlah satelit GPS yang dapat diamati. Kekuatan dari satelit geometri.

Aktivitas ionosfir. Aktivitas pada lokasi titik dan sekitarnya

(lalulintas, lalu lalang manusia dan hewan). Aksesibilitas titik. Lama pergerakan antar titik.

Waktu Pengamatan

Satelit GPS Penentuan w aktu pengam atan GPS sebaiknya memp erhi tungkan faktor- faktor ber ikut :

Waktu pengamatan GPS akan mempengaruhi ketelitian posisi yang diperolehdan juga tingkat kesuksesan dari penentuan ambiguitas fase sinyal GPS.



61/89

Ketel i t ian posis i yang di inginkan.

Panjang baseline.

Jum lah sate li t GPS yang dapat diamati .

Keku atan dari satel i t geom etri .

Akses ibi l i tas t i t ik .

Waktu pergerakan antar t i t ik.

Lam a Peng am atan

Satelit GPSPenentuan lamanya pengamatan GPS yangakan dilaksanakan sebaiknya memperhitungkanfaktor-faktor berikut :

Lamanya pengamatan GPS akan mempengaruhi ketelitian posisi yang diperolehdan juga tingkat kesuksesan dari penentuan ambiguitas fase sinyal GPS.



62/89

Lam a Peng am atan

Jumlah satelit(GDOP 8)

Panjangbaseline

Sianghari

Malamhari

Rapid Static 4 atau 5 < 5 km 5 - 10 menit 5 menit4 atau 5 5 - 10 km 10 - 20 menit 5 - 10 menit

4 atau 5 10 - 15 km > 30 menit 5 - 20 menitStatic

4 atau 5 15 - 30 km 1 - 2 jam 1 jam4 atau 5 > 30 km 2 - 3 jam 2 jam

Spesifikasi di atas diturunkan oleh Leica berdasarkan hasil pengujian :. di daerah lintang menengah (mid-latitudes) dengan. level aktivitas ionosfir yang relatif tinggi (berdasarkan variasi 11 tahunan).



63/89

l 4 atau 5 satelit dapat diamati l GDOP < 8 l pengamatan pada siang hari l level aktivitas atmosfir dan ionosfir relatif sedang

* ambiguitas fase dianggap telah ditentukan dengan benar sebelum receiver bergerak.

Lam a Peng am atan


Panjang baseline Periode pengamtan(hanya L1)

Periode pengamatan(L1 dan L2)

0 - 5 km 2 menit * 2 menit *

0 - 5 km 30 menit 15 menit



30 - 50 km

Metode

Stop-and-Go

Rapid Static

Rapid Static

Static

Static 180 menit 120 menit

Spesifikasi di atas diturunkan dengan asumsi berikut :


64/89

Lam a Peng am atan


4Pengamat

Lama pengamatan lebih panjang

Satelit GPS

Lapisan Ionosfir

Lapisan Troposfir

l perubahan geometriyang lebih besar

l perubahan kondisi atmosfir yang lebih bervariasi

l ketelitian posisiyang lebih baik

l lebih mahal

Lama pengamatan lebih pendek


65/89

In terval Data Pen g am atan


4Pengamat

Satelit GPS

Interval datayang lebih besar

l data lebih banyak.l hanya meningkatkan presisi

dan bukan akurasi data.l kapasitas pengamatan

receiver berkurang.l kontributas pada peningkatan

ketelitian posisi tidak besar.

Interval datayang lebih kecil


66/89

Pengikatan ke Titik Tetap


l Sebaiknya titik tetap ini mempunyai orde ketelitian yang lebih tinggi.l Sebaiknya titik-titik tetap tersebut terdistribusi secara merata meliputi

seluruh jaringan.l Konektivitas ke titik tetap sebaiknya dibuat relatif lebih kuat.

Jaring (kerangka) titik-titik GPS harus terikat minimal ke satu titik tetapyang telah diketahui koordinatnya :

t i t ik tetap

t i t ik yang akan di tentukan posis inya


67/89

K on ektiv i tas Ti t ik


Konektivitas lebihkuat = 5 baseline

Konektivitas lebihlemah = 2 baseline

Titik Tetap


68/89

Titik Tetap y ang Jauh


Seandainya titik tetap berada jauh dari lokasi survai, maka harusdilakukan pengukuran tambahan untuk MENDEKATKAN titik kontrolke sekitar daerah survai.

Titik tetap

Daerah Su rvai

BERANTING

Titik tetap

Daerah Sur vai

LANGSUNGl Pengamatan

lebih lamal Receiver

dua-frekuensi


69/89

N0006

N10240 N10239

N10237


Pengaruh Lokas i Titik Tetap

Grafik Ellips Kesalahan Titik

Jar ing GPS KDKN Ord e-2 Jawa Timur 1994


70/89

N10239

N10240 N10240

N10237

Ellips Kesalahan Titik (2 Titik Tetap)

Peng aruh Distr ibu si Ti t ik Tetap


Jar ing GPS KDKN Orde-2 Jawa Timur 1994


71/89

N10240

N10239

N10237

N10240

N10239

N0006

Ellips Kesalahan Titik (3 Titik Tetap)

Peng aruh Distr ibu si Ti t ik Tetap


Jar ing GPS KDKN Orde-2 Jawa Timur 1994


72/89

N10240

N10239

N10237

N0006

Pengaruh

Jumlah Titik Tetap


N10239

N10240 N10240

N10237

N10240

N10239

N10237

N10240

N10239

N0006

2 t i t ik

4 t i t ik 3 t i t ik

Ellips k esalahan t i t ik

Jar ing GPS KDKN Orde-2

Jawa Timur 1994


73/89

N10239

N10240

N10237

N0006

N10239

N10240

N10237

N10239

N10240

N10239 1 titik kontrol 2 titik kontrol

4 titik kontrol3 titik kontrol

Pengaruh

Jumlah Titik Tetap


Ellips kesalahan garis

Jar ing GPS KDKN Ord e-2 Jawa Timur 1994


74/89

PERENCANAAN STRATEGIPENGOLAHAN DATA


75/89

bisa diterima

Pengukuran baseline

Pengolahan baseline

Perataan Jaringan

Transformasi datum

dan koordinat

bisa diterimatidak

tidak


Alur Pengolahan

Data p ada Surv ai GPS


76/89

A sp ek Peng olahan Data


PengolahanBaseline

PerataanJaringan

KontrolKualitas

PerangkatLunak

Komputer & Software

Sumber Daya

Manusia

TransformasiDatum danKoordinat

Pengolahan Data GPS


77/89

Peng o lah an Data Surv ai GPS


l Berbasiskan kom puter l Menggu nakan so f tware komers ial l Sul i t untuk dimanipulas i l Memerlukan kemampuan interpretasi dan

analisis hasi l tertentu

DATAJELEK

HASILJELEK


78/89

Pen go lah Data Surv ai GPS


Pengolahan Data Survai GPS sebaiknya ditangani olehseorang Sarjana Geodesi atau yang Selevel ,yang memahami & mengerti secara benar dan baikdasar-dasar teori dan metodologi dari :

l Hitung Perataan dan Statistik l Sistem & Kerangka Referensi

Geodetik l Geodesi Satelit l Survai Satelit

l Transform asi Koo rdinat dan Sistem Proyeks i Peta


79/89

l Karakteristik dari perangkat lunak untuk pengolahan data baseline.l Karakteristik dari perangkat lunak untuk perataan jaringan.l Perangkat keras (komputer) yang akan digunakan.l Sumber daya manusia yang memahami

tata cara pengolahan data GPS danpenganalisaannya.

l Mekanisme pengolahan (awal) data di lapangan.l Mekanisme pengolahan data di kantor.l Mekanisme kontrol kualitas dari

pengolahan data.

Strategi Peng olahan Data


Ada beberapa hal yang harus diperhatikan dalam pro ses peng olahan data Survai GPS yaitu :


80/89

l Pengolahan Baseline.Dilakukan setiap malam hari terhadap

baseline yang diamati pada siang hari nya.

l Perataan Jaring BebasDilakukan bertahap dengan bertambahnya data baseline.

Pen go lahan Data di L apang an


Pengolahan data di lapangan pada prinsipnya terdir i dari 2 akt ivi tas u tama :

Pengolahan data di lapangan diperlukan untuk mendeteksi

secepat m ungk in uk uran basel ine yang t idak b aik sehingga penguk uran u lang dapat s egera di lakukan.


81/89

Peng olahan Data di K anto r


Pengo lahan d ata d i kantor pada pr ins ipn ya terdi r i dari akt ivi tas b erikut :

Pengo lahan d ata d i kantor d iper lukan untuk

menentukan koordinat f inal dari t i t ik-t i t ik dalam jaringan.

l Perataan Jaring Bebas (melibatkan seluruh baseline)l Pengolahan Baseline (seandainya diperlukan)l Perataan Jaring Terikatl Transformasi Koordinat


82/89

Peng olahan B asel ine


Satelit GPS

dX dY

dZ

Data Fase

Pengolahan Baseline

Vektor Baseline(dX,dY,dZ)

StasionReferensi


83/89

Titik tetap (kontrol)titik yang akanditentukan posisinya

baseline yang akandiolah, sesuai urutan1,2,3, dst.nya

1

2

3

4

5

67

8

9

10

11

12

13 14

15 1716

18

19 20

22

23 24

21

Perhi tu ng an B asel ine


Perhitungan vektor basel ine dalam suatu jar ingan sebaikny a dimu lai dari t i t ik tetap.


84/89

Mampu menggunakan data dalam format RINEX. Mampu melakukan pemrosesan awal (e.g. transformasi data, normalisasi data,

pendeteksian dan pembuangan data yang tidak baik). Mampu menentukan posisi secara absolut dengan menggunakan data pseudorange. Mampu menentukan harga baseline pendekatan dengan data triple-difference fase.

Mampu mendeteksi dan mengkoreksi cycle slips. Mampu menentukan baseline dengan ambiguitas fase tetap bilangan real ( float solution ). Mampu menentukan ambiguitas fase dari sinyal GPS secara benar dan andal. Mampu menentuka baseline dengan ambiguitas fase bilangan bulat ( fixed solution ). Mampu menghitung besarnya koreksi troposfir dan koreksi ionosfir (untuk data GPS

satu-frekuensi). Mampu melakukan perhitungan baik dengan sinyal L1, L2, L3 (bebas ionosfir),

wide-lane maupun narrow-lane . Mampu melayani metode-metode static, rapid static, stop-and-go, pseudo-kinematic ,

maupun kinematic .

Perangkat Lunak Perhi tungan Basel ine

Perangkat lunak untuk perhitungan baseline sebaiknya :



85/89

Jumlah data yang tidak baik dan dibuang. Satelit-satelit yang teramati berikut periodenya.

Kekuatan geometri satelit (harga GDOP atau PDOP) selama periodepengamatan. Jumlah cycle slips yang terdeteksi dan berhasil dikoreksi. Indikator sukses tidaknya penentuan ambiguitas fase sinyal GPS. Harga definitif dari vektor baseline berikut matriks varian-kovariansinya. Harga dan grafik residual dari data double-difference fase yang

digunakan. Informasi-informasi pendukung lainnya.


Perangkat lunak untuk perhitungan baseline sebaiknyadapat memberikan informasi tentang :



86/89


Setiap receiver GPS tipe geodetik umumnya mempunyai perangkat lunaknya sendiri untuk pengolahan baselinedan perataan jaringan -----> sof tw are ko mers ial .

Contohnya :


GPSurvey ............. Trimble SK I ........................ L eic a GPPS .................... A sh tec h Geotracer ............. Geotronics


87/89

Mampu menangani baseline dalam jumlah yang besar. Mempunyai kemampuan editing baseline yang andal dan user-friendly . Mampu melakukan perataan jaringan berdasarkan metode kuadrat terkecil,

baik dengan metode jaring terikat maupun jaring bebas . Mempunyai modul untuk pentransformasian datum, dari datum WGS 1984

ke datum yang diinginkan oleh pengguna. Mempunyai modul untuk transformasi koordinat ke sistem proyeksi peta

yang umum digunakan orang seperti UTM, TM, dan Polyeder. Mempunyai modul untuk melakukan analisa-analisa statistik. Mempunyai kemampuan untuk menampilkan data dan hasil perataan

secara grafis dengan baik, mudah diinterpretasi, dan ‘enak untukdipandang’.

Perangkat Lunak Perataan Jaringan

Perangkat lunak untuk perataan jaringan sebaiknya :



88/89

Indikator terhadap kualitas data (ukuran) vektor baseline relatif terhadaplainnya.

Harga dari semua vektor baseline setelah perataan, termasuk besarnyakoreksi terhadap (ukuran) vektor baseline (diperoleh dari perhitunganbaseline).

Hasil analisa statistik untuk residual dari vektor baseline. Koordinat definitif dari semua titik jaringan dalam sistem koordinat

geodetik maupun kartesian, berikut matrik varian-kovariansinya. Hasil analisa statistik terhadap parameter hasil perataan

(koordinat dan variansinya).

Elips kesalahan titik untuk setiap titik dalam jaringan. Elips kesalahan garis untuk semua baseline.

Perangkat lunak untuk perataan jaringan sebaiknya dapat memberikan informasi tentang :

Perangkat Lunak Perataan Jaringan



89/89

Perataan kuadrat terkecil dari suatu kerangka survai vertikal,horisontal, tiga-dimensi, atau kombinasi antara ketiganya, darisegala ukuran.

Pra-analisa (simulasi) dari suatu kerangka survai. Interpolasi model geoid. Transformasi koordinat, sistem proyeksi peta, dan fungsi-fungsi

utilitas lainnya.

GEOLAB adalah p erang kat lunak p erataan jar ing an yang d apat m elakukan fung si -fung si ber ikut :

GEOsurv Inc Unit 6-1050 Baxt er Road, Ottaw a, Ontario , Canada http: / /www.geosurv.com

GEOLAB

perencanaan dan persiapan survei gps (2)

Documents