1. Ilmu Geodesi

Ada banyak definisi mengenai Geodesi. Salah satunya adalah menurut IAG ( International Association of Geodesy ) , yang menjabarkan definisi modern dalam ilmu Geodesi :

Geodesi adalah disiplin ilmu yang mempelajari tentang pengukuran dan perepresentasian dari bumi dan benda-benda langit lainnya termasuk medan gaya beratnya masing-masing dalam ruang tiga dimesni yang berubah dengan waktu.

Tiga bidang kajian ilmu geodesi meliputi penentuan posisi, penetuan medan gaya berat dan variasi temporal dari posisi dan medan gaya berat dimana domain spasialnya adalah bumi beserta benda-benda langit ( Vanicek dan Krakiwsky, 1986).

Ruang lingkup aktivitas pekerjaan-pekerjaan ilmu geodesi ( dalam konteks aktivitas ) umummnya mencakup tahapan-tahapan :

Pengumpulan data Pengolahan dan manipulasi data Perepresentasian informasi Analaisa dan utility informasi

Luasnya bidang kajian ilmu geodesi mengakibatkan munculnya sub-sub bidang dari ilmu geodesi, salah satunya Geodesi Satelit.

2. Pengertian dan Ruang Lingkup Geodesi Satelit

Geodesi satelit berkembang menjadi sub-disiplin ilmu geodesi yang mandiri dan kuat sejak diluncurkannya satelit pertama buatan manusia yakni SPUTNIK-1 pada 4 oktober 1957.

Geodesi satelit memiliki definisi sebagi sub-bidang ilmu geodesi yang menggunakan bantuan satelit ( alam atau buatan manusia ) untuk menyelesaikan problem-problem geodesi.

Menurut Seeber (1983), permasalahan mendasar yang perlu diselesaikan dalam disiplin geodesi satelit di antaranya :

Penentuan posis 3D yang teliti secara global, regional maupun lokal Penentuan medan gaya berat bumi dan fungsi-fungsi linearnya ( seperti geoid yang teliti) dalam skala

global,regional dan lokal Pengukuran dan pemodelan dari fenomena geodinamika seperti pergerakan kutub,rotasi bumi, dan

deformasi kerak bumi.

Berdasarkan pendekatan dalam penggunaan satelit dikenal dua kategorisasi geodesi satelit geometrik dan geodesi satelit dinamik. Dalam geodesi satelit geometrik, satelit dianggap sebagai target, titik control atau wahana pengukur. Pendekatan geodesi satelit geometrik banyak berperan dalam penentuan posisi serta variasi spasial dan temporalnya. Sedangkan dalam geodesi satelit dinamik satelit dianggap sebagai sensor atau prober

dari medan gaya berat. Pendekatan geodesi satelit dinamik berperan dalam penentuan medan gaya berat serta variasi spasial dan temporalnya.

3. Peran dan Fungsi Satelit

Peran dan fungsi satelit dalam geodesi satelit terbagi dua, sebagai target,titik control atau wahana pengukur dan sebagai sensor atau prober.

Peran satelit sebagai target, titik kontrol, ataupun wahana peng-ukur umumnya digunakan pada metode geodesi satelit geometrik, yaitu dalam penentuan posisi titik-titik di permukaan Bumi. Karena orbit satelit yang relatif cukup tinggi di atas permukaan Bumi, maka penggunaan satelit dalam moda ini akan dapat mencakup daerah yang relatif luas. Dalam konteks penentuan posisi, disamping dapat menghubungkan titik-titik yang relatif berjarak jauh (skala regional dan global), penentuan posisi antar titik juga relatif tidak terhambat oleh bentang-bentang alarn yang terletak di antara titik-titik yang bersangkutan.

Peran satelit sebagai sensor atau prober dari medan gaya berat bumi dengan mudah dapat disadari karena satelit mengorbit Bumi secara kontinyu dan juga Bumi berotasi, maka satelit akan sangat efektif digunakan untuk mempelajari medan gaya berat Bumi secara global.

Penggunaan satelit dalam bidang geodesi lebih atraktif dari metode-metode terestris, dilihat dari :

wilayah cakupannya relatif lebih luas, dapat mengamati dan mengukur parameter yang lebih banyak dan lebih beragam, dapat mengamati lebih baik dinamika suatu fenomena, baik secara spasial maupun temporal, operasionalisasinya bersifat lebih kontinyu, memberikan nilai dan ketelitian parameter dalam sistem yangumumnya terdefinisi secara baik dan

jelas (sistem koordinat global, tiga dimensi, dan homogen), dan relatif lebih tidak dipengaruhi oleh cuaca, kondisi topografis, ataupun batas-batas politis maupun

administrative

Dalam penentuan posisi relative antartitik untuk jarak beberapa km sampai ribuan km, sistem-sistem satelit seperti TRANSIT, GPS, SLR dan VLBI lebih efektif disbanding metode terestris. Namun untuk penentuan jarak antartitil yang relative dekat (sekitar 1 km atau lebih dekat) metode terestris umumnya lebih efektif disbanding metode satelit.

4. Sistem Pengamatan Geodesi Satelit

Menurut Seeber (1993), sistem-sistem pengamatan geodesi satelit dapat dikategorikan menjadi tiga kelompok:

Sistem bumi ke angkasa, seperti sistem fotografi satelit (satellite photography), SLR (Satellite Laser Ranging), LLR (Lunar Laser Ranging), dan satelit navigasi (seperti Doppler, GPS, dan GLONASS)

Sistem angkasa ke bumi, seperti sistem satelit altimetri, spaceborne laser, VLBI, dan satelit gradiometri Sistem angkasa ke angkasa, seperti sistem satellite-to-satellite tracking (SST)

Sistem geodesi satelit tertua adalah sistem astronomi geodesi yang berbasiskan pada pengamatan bintang, sedangkan teknik geodesi tertua adalah teknik fotografi satelit yang b erbasiskan pada pengukuran arah ke satelit yaitu dengan pemotretan satelit berlatar belakang bintang-bintang yang telah diketahui koordianatnya.Teknik fotografi satelit ini kemudian digantikan oleh metode SLR yang berbasis pada pengukuran jarak dengan laser ke satelit.

a. Metode LLR

Metode LLR berkembang sejak tahun 1969 yaitu sejak ditempatkannya sekelompok reflector laser ke permukaan bulan oleh misi Apollo 11. Metode berbasis pengukuran jarak ke bulan menggunakan sinar laser yang mirip metode SLR ini masih digunakan hingga sekarang.

b. Metode VLBI

Metode VLBI berbasi pada pengamatan gelombang radio yang dipancarkan oleh kuasar pada dua lokasi pengamatan yang berjarak jauh. Metode ini mulai digunakan tahun 1965 hingga sekarang untuk aplikasi geodetic berketelitian tinggi.

c. Sistem satelit Altimetri

Sistem satelit altimetri berbasis pada pengukuran jarak muka laut dari satelit dengan menggunakan gelombang radar. Sistem ini mulai berkembang pada tahun 1973 dan digunakan hingga saat ini untuk mempelajari karakteristik dan dinamika lautan dan interaksinya dengan fenomena-fenomena atmosfer.

d. Sistem TRANSIT (Doppler)

Sistem TRANSIT didesain pada tahun 1958 dan merupakan sistem navigasi satelit pertama yang dibangun. Sistem ini dinyatakan operasional pada tahun 1964 ( militer ) dan 1967 ( sipil ). Sistem ini sudah tidak digunakan lagi karena digantikan GPS dan GLONASS.

5. Aplikasi Geodesi Satelit

Aplikasi dalam bidang Geodesi Global, antara lain adalah:

penentuan parameter-parameter orientasi Bumi, penentuan model dari Bumi, termasuk dimensi dari ellipsoid referensinya, penentuan model medan gaya berat Bumi, termasuk geoid globalnya, studi-studi geodinamika, pengadaan kerangka referensi global, unifikasi datum-datum geodesi (termasuk datum regional, datum nasional, dan datum lokal).

Aplikasi untuk Studi Geodinamika, antara lain adalah:

pengadaan jaringan pemantau (monitoring network) untuk mempelajari pergerakan lempeng (plate/crustal motions) ataupun sistem sesar (fault system)

penentuan parameter-parameter pergerakan kutub (polar motion) dan rotasi burni (earth rotation), dan

penentuan parameter-parameter dari pasang surut bumi (solid earth tides)

Aplikasi untuk keperluan Kontrol Geodetik antara lain adalah:

pengadaan kerangka dasar titik-titik kontrol (nasional maupun lokal), pembangunan jaringan titik kontrol 3-D yang homogen, analisa dan peningkatan kualitas dari kerangka titik kontrol terestris yang ada, pengkoneksian kerangka geodetik antarpulau, densifikasi dan ekstensifikasi dari jaringan titik kontrol.

Aplikasi dalam bidang Navigasi dan Geodesi Kelautan antara lain adalah:

navigasi dan penjejakan (tracking) , baik untuk wahana darat, laut, udara, maupun angkasa, penentuan posisi untuk keperluan surval pemetaan laut ( hidrografi, oseanografi, geologi kelautan,

geofisika kelautan, eksplorasi, eksploitasi, dll ) pengkoneksian antar stasiun pasut (unifikasi datum tinggi), penentuan SST (Sea Surface Topographyl, dan penentuan pola arus dan gelombang