Tugas 2Survei GNSSResumeAnalisis Penentuan Posisi GPS BAKO Dikaitkan dengan Adanya Perubahan Ionosfer yang Dihitung Berdasarkan TEC GISTM PontianakOleh Nama : Alfi Rohmah PutriNRP : 3512100077Kelas: B

Jurusan Teknik GeomatikaFakultas Teknik Sipil dan PerencanaanInstitut Teknologi Sepuluh NopemberS U R A B A Y A2014Analisis Penentuan Posisi GPS BAKO Dikaitkan dengan Adanya Perubahan Ionosfer yang Dihitung Berdasarkan TEC GISTM Pontianak

1. PendahuluanPropagasi sinyal GPS dipengaruhi oleh Total Electron Content (TEC) pada ionosfer, dimana ionosfer dipengaruhi oleh aktivitas matahari. Tujuan penelitian ini adalah menganalisis perubahan aktivitas maksimum mataharidan dampaknya terhadap ionosfer dan melihat ketelitian pengukuran posisi GPS.

2. MetodologiData yang digunakan dalam penelitian ini adalah data TEC menggunakan GISTM yang menangkap sinyal frekuensi ganda f1 (1575.42 MHz) dan f2 (1227.36 MHz) dari satelit GPS dan secara kontinu akan merekam dua sinyal pseudo-range (P1 dan P2) dan fasa L1 dan L2 distasiun pontianak (-0.06LS dan 109.4 BT). GISTM yang digunakan adalah tipe gsv4004b yang secara langsung mengukur TEC dari sinyal L1 dan L2, dan P1 dan P2 dengan sampling 1 menitan

STEC = [9.483*(( PL2 - PL1-bc/a-p) + TEC RX +TECcal ] TEC UnitTEC dihitung dengan menggunakan rumus metoda kombinasi antara pengukuran fasa (L) dan pseudo-range (P) tang merupakan TECmiring (STEC) dan secara matematis ditulis sebagai berikut(1)dimana :

Vertical TEC (VTEC) = STEC Cos [arc sin(Recos)/(Re+hmax)] PL2 dan PL1 adalah pseudo-range (meter) sinyal L2 - L1.bc/a-p adalah bias transisi sinyal C/A ke P ( dikonversi ke dalam meter dan dapat diunduh di university of Berne ). TEC RX adalah besarnya TEC yang ditimbulkan dari bias penerima yaitu tunda L1/L2. TECcal adalah TEC kalibrasi offset penerima.Hasil persamaan (1) dikonversi untuk mendapatkan VTEC dengan menggunakan model pendekatan yang disebut model lapisan ionosfer tipis. Dimana yang menganggap ionosfer berada pada ketinggian 350 km (Klobuchar,J.1986), yaitu dengan persamaan (2) dibawah ini [Abidin, 2007]: (2)dimana :Re= 6378 km, hmax=350 km, = Sudut kemiringan/elevasi sinyal satelit terhadap penerima di bumi. Kemudian Data yang digunakan untuk analisis adalah data dengan lock-time lebih dari 240 detik karena waktu tersebut diperlukan untuk detrending filter lolos atas asa sinyal pembawa saat akan memulai kembali penguncian dan mengambil data dengan sudut elevasi ( cut off ) > 35, dan sudut zenith 55 [GSV 4004B.2007].Untuk data pengamatan matahari yang digunakan yaitu data kejadian flare berdasarkan kelas nya (C,M,X ) bulan Maret - April tahun 2012 dan data kemunculan CME bulan Maret- April 2012. Data Geomagnetik yang digunakan dalam penelitian ini adalah Indeks Dst dan Indeks Kp bulan Maret - April 2012.Untuk melihat ketelitian pengukuran posisi saat terjadi badai geomagnetik digunakan data GPS BAKO, stasiun tetap Cibinong Bakosurtanal bulan Maret dan April tahun 2012.Data yang akan dianalisis adalah data pengamatan bulan Maret dan April tahun 2012 dengan menggunakan metode statistika sederhana.

Gambar 1. Diagram Alir Metodologi Penelitian

3. Hasil dan Analisis3.1 Hasil Pengolahan Data TEC PontianakHasil dari pengolahan data TEC ini adalah data yang menunjukkan grafik variasi harian Indeks Dst dan Indeks Kp, VTEC terhadap nilai median VTEC nya, dan nilai simpangan VTEC sebelum dan sesudah terjadinya badai geomagnetik.

Gambar 2(a) Variasi Indeks Dst Bulan Maret 2012Gambar 2(b) Variasi Indeks Dst Bulan April 2012

Gambar 2(c) Variasi Indeks Kp Bulan Maret 2012Gambar 2(d) Variasi Indeks Kp Bulan April 2012Gambar 2(e) Variasi VTEC Bulan Maret 2012

Gambar 2(f) Variasi VTEC Bulan April 2012

Gambar 2(g) Variasi Simpangan VTEC Bulan Maret 2012

Gambar 2(g) Variasi Simpangan VTEC Bulan April 2012

3.2 Analisi Pengolahan Data TEC Pontianak Bulan Maret 2012 Pada tanggal 8 Maret 2012 terjadi peningkatan nilai VTEC 66 TECU dengan nilai median sebesar 60 TECU dan nilai simpangan sekitar 6 TECU. Pada tanggal 9 Maret 2012 terjadi peningkatan VTEC sebesar 70TECU dengan nilai median nya sebesar 60 TECU dan nilai simpangan sebesar 10 TECU . Pada tanggal 10 Maret 2012 terjadi peningkatan nilai VTEC 71 TECU dengan nilai median VTEC sebesar 60 TECU dan nilai simpangan VTEC sekitar 12 TECU. Pada tanggal 11 Maret 2012 terjadi penurunan nilai VTEC sebesar 14 TECU menjadi sekitar 63 TECU, dengan nilai median VTEC sebesar 60 TECU dan nilai simpangan VTEC sekitar 2 TECU.3.3 Analisa Pengolahan Data TEC Pontianak Bulan April 2012 Pada tanggal 24 April terjadi peningkatan nilai VTEC sebesar 73 TECU , dengan nilai median nya sekitar 61 TECU dan simpangan VTEC sekitar 16 TECU. Pada tanggal 25 April 2012 terjadi peningkatan nilai VTEC mencapai 76 TECU dengan nilai median VTEC nya sebesar 61 TECU dan nilai simpangan VTEC nya sebesar 12 TECU. Pada tanggal 26 April 2012 terjadi penurunan nilai VTEC pada sebesar 5 TECU dari hari sebelumnya menjadi 73 TECU, dengan nilai median VTEC nya sebesar 58 TECU, dan nilai simpangan VTEC nya sebesar 8 TECU.3.4 Hasil dan Analisis Pengolahan Data GPS BAKO Cibinong Bulan Maret 2012Data yang digunakan yaitu data GPS frekuensi ganda yaitu GPS BAKO stasiun tetap Cibinong - BAKOSURTANAL (-6.49 LS ,106.84 BT) dengan data observasi dan navigasi dimulai jam 00:00:00 - 23:59:30 GPST, Pos Mode : Single, Elev mask : 35, ephemeris : broadcast. Datahasil keluaran data pengolahan terdiri dari lat/long/weight= WGS84/Geodetic berupa format Pos File.Analisis dari hasil plot posisi track pada saat kejadian badai geomagnetik pada tgl 9 Maret 2012 menunjukkan kesalahan posisi mencapai 20 m (utara-selatan), dan pada tgl 10 Maret 2012 menunjukkan kesalahan posisi mencapai 30 m (utara-selatan), dan sedangkan sebelum badai geomagnetik pada tgl 7- 8 Maret 2012 kesalahan posisi mencapai 15 m. Terlihat besarnya kesalahan posisi bisa mencapai 2 kalinya.3.5 Hasil dan Analisis Pengolahan Data GPS BAKO Cibinong Bulan April 2012Data yang yang digunakan yaitu data GPS frekuensi ganda yaitu GPS BAKO stasiun tetap Cibinong- BAKOSURTANAL dengan lintang dan bujur (-6.49LS ,106.84BT) dengan data observasi dan navigasi dimulai jam 00:00:00- 23:59:30 GPST. Pos Mode : Single, Elev mask : 35, ephemeris : broadcast. Data hasil keluaran data pengolahan terdiri dari lat/long/weight= WGS84/Geodetic berupa format Pos File. Analisis dari hasil plot posisi track pada saat sebelum dan sesudah kejadian badai geomagnetik. Kesalahan posisi pada tgl 24 April 2012 menunjukkan kesalahan posisi track sebesar 30 m (utara- selatan), dan pada tgl 25 April 2012 menunjukkan kesalahan posisi track sekitar 50 m (utara-selatan), sedangkan sebelum badai geomagnetik kesalahan posisi sekitar 20 m. Terlihat besarnya kesalahan posisi bisa mencapai 2-3 kalinya.

4. KesimpulanDampak dari aktivitas matahari yang ditandai dengan terjadinya badai geomagnetik bisa menyebabkan perubahan di ionosfer, terlihat adanya variasi peningkatan nilai TEC dari pengamatan GISTM Pontianak. Pengamatan TEC dapat membantu pengguna satelit untuk mengetahui lebih awal gangguan propagasi sinyal satelit.Dampak perubahan TEC terhadap ketelitian posisi GPS BAKO stasiun Cibinong (-6.49 LS ,106.84 BT) dengan menggunakan frekuensi ganda pada saat kejadian badai geomagnetik pada tgl 9 Maret 2012 dan 24 April 2012 menunjukkan kesalahan posisi 3 kali lebih besar dibandingkan pada saat tidak terjadi badai geomagnetik. Besarnya kesalahan posisi tidak terlalu signifikan karena data GPS BAKO menggunakan dual frekuensi. Kesalahan posisi dapat lebih tinggi lagi apabila menggunakan GPS frekuensi tunggal.

Sumber Referensi Abidin, H.Z. (2007).Penentuan Posisi dengan GPS dan Aplikasinya, Jakarta : PT Pradnya Paramita. GSV 4004B.(2007). Gopalswamy, N.(2009).Energetic Particle and Other Space weather Events of Solar Cycle 24 - NASA Goddard Space Flight Center, Greenbelt, Maryland, USA, Climate and Weather of the Sun-Earth System (CAWSES) : Selected Papers from the 2007Kyoto Symposium. Klobuchar,J.(1986). Design and characteristics of the GPS ionospheric time-delay algorithm for single frequency users, in: Proceedings of PLANS86 Position Location and Navigation Symposium, Las Vegas, Nevada,p.280-286, 4-7 November.Marlia,Dessi.2013. Analisis Penentuan Posisi GPS BAKO Dikaitkan dengan Adanya Perubahan Ionosfer yang Dihitung Berdasarkan TEC GISTM Pontianak : Jurusan Teknik Geodesi Itenas, Bandung Jurnal Reka Geomatika No. 1 Vol. 1 halaman 40-50