Modul-3 : GPS : GPS Positioning Hasanuddin Z. Abidin Geodesy Research Division Institute of Technology Bandung Jl. Ganesha 10, Bandung, Indonesia E-mail :
[email protected] :
[email protected] Version : February 2007
Lecture Slides of GD. 3211 Satellite Surveying Geodesy & Geomatics Engineering Institute of Technology Bandung (ITB)
Positioning with GPS Position is given given in 3-D, i.e. (X,Y,Z) or (L,B,h). (L,B,h). Height (h) given given by GPS is an ellipsoidal ellipsoidal height. Positioning g datum is WGS (World Geodetic Geodetic System) 1984 Positionin which uses reference ellipsoid : WGS84. Point to be positioned positioned could be stationary stationary or moving. moving. Positioning g could be done relative to the Earth’s Earth’s center or Positionin relative to the other known point. Positionin Positioning g could be done using several several methods methods : absolute positioning, differential diff erential positioning, static surveying, rapid static, pseudo-kinematic and kinematic positioning. Positioning accuracy : mm to several of m level. Positioning g accuracy would depend depend on several factors factors : Positionin positioning method, satellite geometry, data quality, and data processing strategy.
Hasanuddin Z. Abidin, 2006
Positioning with GPS Position is given given in 3-D, i.e. (X,Y,Z) or (L,B,h). (L,B,h). Height (h) given given by GPS is an ellipsoidal ellipsoidal height. Positioning g datum is WGS (World Geodetic Geodetic System) 1984 Positionin which uses reference ellipsoid : WGS84. Point to be positioned positioned could be stationary stationary or moving. moving. Positioning g could be done relative to the Earth’s Earth’s center or Positionin relative to the other known point. Positionin Positioning g could be done using several several methods methods : absolute positioning, differential diff erential positioning, static surveying, rapid static, pseudo-kinematic and kinematic positioning. Positioning accuracy : mm to several of m level. Positioning g accuracy would depend depend on several factors factors : Positionin positioning method, satellite geometry, data quality, and data processing strategy.
Hasanuddin Z. Abidin, 2006
Basic Principle of Positioning with GPS GPS
_
(required)
Observer
_
r (known)
_ • Geocentric position of satellite ( r ) is known. vector position of • If the topocentric _ satellite ( ) can be measured, then the geocentric position vector of the observer can be determined as :
_
_
R (sought)
_
_
d 3
d 4
R = r -
Earth’ s ce cente nter r
• However, with GPS we can only measure the distances the distances , , not the position the position vectors. • GPS overcome this positioning problem by simultaneously measuring distances to several GPS satellites.
d 1
d 2
d 5
Hasanuddin Z. Abidin, 1994
The Principle is Not New !! • The basic principle of GPS positioning is actually not a new one. • It is actually the same as traditional terrestrial principle of resection by distances to the known control points. known (X,Y,Z)1
(X,Y,Z) 2
d 1 measured
d 2
(X,Y,Z)3 (X,Y,Z)
4
d 3
d 4
(X,Y,Z)5
d 5
(X,Y,Z)
sought
(x,y) 2 known
(x,y)1 d 1
d 2
(x,y)3 d 3 measured
(x,y) = ?? sought
• In case of GPS, the known points are lift up to the sky as the satellites, the satellites can be seen as the rotating 3D-known control points Satellites’ coordinates are computed based on Navigation Message Hasanuddin Z. Abidin, 2007
Prinsip Dasar Penentuan Posisi Absolut dengan GPS menggunakan Pseudorange
Pengukuran jarak secara simultan ke beberapa satelit yang telah diketahui koordinatnya metode reseksi dengan jarak.
Pada pengamatan posisi suatu titik dengan GPS pada suatu epok, ada 4 parameter yang harus ditentukan yaitu : - 3 parameter koordinat (X,Y,Z atau L,B,h) - 1 parameter kesalahan waktu yang disebabkan oleh ketidaksinkronan antara jam (osilator) di satelit dengan jam di receiver GPS.
Untuk itu diperlukan minimal pengamatan jarak ke 4 (empat) satelit. Saat ini sudah dikenal beberapa metode penentuan posisi dengan GPS. Hasanuddin Z. Abidin, 1994
Visualisasi Penentuan Posisi Absolut dengan GPS (Tanpa Kesalahan Jam Receiver)
http://www.go.ednet.ns.ca/~larry/gps/trnglate.gif
http://www.nasm.si.edu/galleries/gps/
Visualisasi Perpotongan 3 Buah Bola
http://www.math.tamu.edu/~dallen/physics/gps/gps.htm
http://www.montana.edu/places/gps/1Basic/slide19.html
Visualisasi Penentuan Posisi Absolut dengan GPS (Dengan Kesalahan Jam Receiver)
World Geodetic System (WGS) - 1984
WGS 1984 didefinisikan dan dijaga oleh Defence Mapping Agency Amerika Serikat sebagai datum global geodetik. WGS 1984 adalah sistem referensi untuk koordinat satelit GPS (Broadcast Ephemeris). WGS-1984 adalah Sistem Koordinat Kartesian Terikat-Bumi dengan karakteristik : . pusatnya berimpit dengan pusat massa bumi . sumbu-Z nya berimpit dengan sumbu putar bumi yang melalui CTP (Conventional Terrestrial Pole). . sumbu-X nya terletak pada bidang meridian nol (Greenwich) yang didefinisikan BIH. . sumbu-Y nya tegak lurus sumbu-sumbu X dan Z, membentuk sistem tangan-kanan. Digunakan oleh GPS sejak tahun 1987. Sebelumnya WGS-1972 yang digunakan. Ellipsoid yang digunakan adalah WGS 84 yang sangat mirip GRS (Geodetic Reference System ) 1980. Hasanuddin Z. Abidin, 2004
Sistem Koordinat WGS - 1984
IERS Reference Pole (IRP) IERS Reference Meridian (IRM)
Z WGS 84
Pusat massa bumi
Y WGS 84
X WGS 84
Ellipsoid WGS84
Hasanuddin Z. Abidin, 1997
Realisasi WGS 84 (1)
Datum WGS 84 direalisasikan dengan menggunakan koordinat dari beberapa stasion penjejak (tracking stations) yang terdistribusi secara global serta mempunyai ketelitian absolut sekitar 1-2 meter [Bock , 1996].
Sejak Januari 1987, Defense Mapping Agency (DMA) Amerika Serikat mulai menggunakan WGS 84 dalam menghitung orbit teliti (precise ephemeris) untuk satelit TRANSIT (Doppler).
Orbit teliti ini selanjutnya bersama-sama dengan pengamatan Doppler digunakan untuk menentukan posisi dari 10 stasion penjejak GPS milik DoD. Kesepuluh stasion ini selanjutnya digunakan untuk menjejak satelit GPS untuk menentukan parameter orbit dari satelit GPS.
Untukmenyelaraskan sistem koordinat WGS 84 dengan sistem ITRF yang lebih teliti serta banyak digunakan untuk aplikasi-aplikasi geodetik pada saat ini, DoD telah menentukan kembali koordinat dari 10 stasion penjejak tersebut pada epok 1994.0. Hasanuddin Z. Abidin, 1997
Realisasi WGS 84 (2)
Penentuan kembali koordinat ini dilakukan dengan menggunakan data GPS yang diamati di kesepuluh stasion tersebut serta di beberapa stasion penjejak IGS (Internation GPS Service for Geodynamics ), yang dalam perhitungan ini koordinatnya dalam sistem ITRF 91 dianggap tetap.
Kerangka koordinat WGS 84 yang telah ditingkatkan kualitasnya ini telah dinamakan sebagai WGS 84 (G730). Huruf G menyatakan bahwa sistem ini diturunkan menggunakan data GPS dan angka 730 menunjukkan nomor minggu GPS (hari pertamanya adalah 2 Januari 1994) dimana sistem baru ini digunakan oleh DMA dalam proses pengolahan orbit di kalangan mereka [Bock , 1996].
Dalam kaitannya dengan GPS, Air Force Space Command dari DoD telah mengimplementasikan koordinat WGS 84 (G730) ini sejak 29 Juni 1994.
Menurut [Swift , 1994] serta [Malys and Slater , 1994], tingkat kedekatan antara ITRF (91 & 92) dengan WGS 84 pada saat ini adalah berada pada orde sekitar 10 cm. Hasanuddin Z. Abidin, 1997
Parameter Transformasi dari Beberapa Datum Lokal di Indonesia ke Datum WGS 84 [DMA, 1991] Datum Lokal
Ellipsoid Referensi dan Parameter Perbedaan Nama
a (m)
f x 104
Parameter Transformasi X (m)
Y (m)
Z (m)
Batavia (Sumatera)
Bessel 1841
739.845
0.10037483
- 377 3
681 3
- 50 3
Bukit Rimpah (Bangka, Belitung)
Bessel 1841
739.845
0.10037483
- 384
664
-48
Gunung Segara (Kalimantan)
Bessel 1841
739.845
0.10037483
- 403
684
41
Datum Indonesia 1974 (ID 74)
GRS 1967
-23
- 0.00114930
- 24 25
- 15 25
5 25
Hasanuddin Z. Abidin, 1997
Parameter Transformasi ID74 ke WGS84 Ditentukan dengan menggunakan 38 buah titik sekutu [Subarya & Matindas , 1996] : RZ RY X X dX 1 Y dY (1 ds). RZ 1 RX . Y Z WGS 84 dZ RY RX 1 Z ID74 dX dY dZ ds RX RY RZ
= = = = = = =
- 1.977 -13.060 - 9.993 - 1.037 - 0.364 - 0.254 - 0.689
± ± ± ± ± ± ±
1.300 m 1.139 m 3.584 m 0.177 ppm 0.109” 0.060” 0.042” Hasanuddin Z. Abidin, 1997
Factors Influencing GPS Positioning Accuracy Satellite Geometry
Data Quality
Data Processing Strategy
Positioning Method 4
Hasanuddin Z. Abidin, 1994
Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Ketelitian Posisi GPS Ketelitian Data
Geometri Satelit
Metode Penentuan Posisi
Strategi Pemrosesan Data
tipe data yang digunakan
kualitas receiver GPS
level dari kesalahan dan bias
jumlah satelit
lokasi dan distribusi satelit
lama pengamatan
absolute & differential positioning
static, rapid static, pseudo-kinematic, stop-and-go, kinematic
one & multi monitor stations
real-time & post processing
strategi eliminasi dan pengkoreksian kesalahan dan bias
metode estimasi yang digunakan
pemrosesan baseline & perataan jaringan
kontrol kualitas Hasanuddin Z. Abidin, 1994
GPS Errors and Biases Phase Ambiguity Cycle Slips
Orbital errors Satellite clock errors
?
Ionospheric bias
Multipath Imaging
Tropospheric bias Receiver clock errors Antenna errors Receiver noise
Hasanuddin Z. Abidin, 2003
One-Way Pseudorange Pi =
+ d + dtrop + dioni + (dt - dT) + MP i + Pi
Subscript i indicates a certain frequency of signal (i=1,2, or 5) P d dtrop dion dt,dT MP P
= = = = = = = =
pseudorange geometric range between the antenna and satellite ephemeris (orbital) error tropospheric bias ionospheric bias receiver and satellite clock errors pseudorange multipath pseudorange noise 4 Hasanuddin Z. Abidin, 1995
One-Way Phase Range Li =
+ d + dtrop - dion i + (dt - dT) –
i.N i +
MCi + Ci
Subscript i indicates a certain frequency of signal (i=1,2, or 5) L d dtrop dion dt,dT N MC C
= = = = = = = = = =
phase measurement in range unit geometric range between the antenna and satellite ephemeris (orbital) error tropospheric bias ionospheric bias receiver and satellite clock errors signal wavelength phase ambiguity (integer) phase multipath phase noise 4 Hasanuddin Z. Abidin, 1995
Spectrum of GPS Positioning Accuracy ABSOLUTE POSITIONING
SPS with selective availability 50 m
SPS without selective availability 5m
Since 2 May 2000
PPS with anti-spoofing 3m
PPP surveying 10 cm
DIFFERENTIAL POSITIONING
2m
differential code carrier-smoothed code
1m 5 cm 3 mm
ambiguity-resolved carrier phase static survey (carrier phase)
1 mm 1 cm 10 cm 1m 10 m 100 m SPS = Standard Positioning Service (for civilian). PPS = Precise Positioning Service (for military and authorized users). PPP = Precise Point Positioning (using phases) Hasanuddin Z. Abidin, 2007
Metode-Metode Penentuan Posisi dengan GPS ABSOLUTE
(satu receiver)
DIFFERENTIAL
(minimal 2 receiver)
STATIK
(obyek diam, receiver diam) KINEMATIK
(obyek bergerak, receiver bergerak) RAPID STATIK
(obyek diam, receiver diam (singkat)) PSEUDO-KINEMATIK
(obyek diam, receiver diam & bergerak) STOP AND GO
(obyek diam, receiver diam & bergerak) Hasanuddin Z. Abidin, 1994
GPS Positioning Methods Positioning with GPS
Navigation
Surveying
PPP (Precise Point Absolute Poitioning)
Differential
Post-processing
Differential
Absolute
Real-Time
Static
Stop-and-Go
Pseudo-kinematic
Rapid Static
RTK
DGPS
Kinematic Hasanuddin Z. Abidin, 2006
Absolute Positioning
It is also called point positioning Position is given in WGS-84 system, relative to mass center of the Earth. Uses only one receiver. Basic principle : simultaneous distance measurements to several satellites. Point to be positioned could be stationary or moving. Usually based on pseudoranges The phases could also be used if the initial phase ambiguities have been previously determined or they are estimated together with the position. Precise Point Positioning (PPP) is using phases in static mode. Positioning accuracy GPS Satellite GPS Satellite strongly dependent on the data quality and satellite geometry. It is not intended for accurate positioning. Main applications : navigation and Static Kinematic reconnaissance. Hasanuddin Z. Abidin, 2006
Real-Time Absolute Positioning (1)
Using a single epoch observations. Usually based on pseudoranges. Basic positioning mode used by the navigation-type GPS receiver. At each epoch, there are 4 parameters that should be estimated : - 3 parameters of coordinate (X,Y,Z or ,h) - 1 parameter of receiver clock errors In order to estimate the parameters, observations to minimal of 4 GPS satellites are required. Hasanuddin Z. Abidin, 1994
Real-Time Absolute Positioning (2)
A single epoch observation equations using psudoranges :
• Position of GPS receiver to be estimated : (x,y,z) • Coordinates of satellites are known. • Psudoranges are measured. http://www.math.tamu.edu/~dallen/physics/gps/gps.htm
Real-Time Absolute Positioning (3)
3-5m
Today’s typical accuracy of horizontal position based on C/A Code on L1 • C/A
Before May 2000 : 25-100 m
Hasanuddin Z. Abidin, 2006
USC-USDC (2002)
Modernization of GPS Signals C/A P(Y)
Current signals (Block II/IIA/IIR)
M
P(Y)
M
L2C
P(Y)
C/A
P(Y)
Next Generation Signals (Block IIR-M) M
L2C
P(Y)
M
C/A
P(Y)
Full modernized Signals (Block IIF) 1176 MHz (L5)
1227 MHz (L2)
1575 MHz (L1) Hasanuddin Z. Abidin, 2006
Real-Time Absolute Positioning (4)
1-3 m
Better resistance to interference Eliminates need for costly DGPS in many nonnon-safety applications
Tomorrow’s typical accuracy of horizontal position based on C/A Code on L1 • C/A • L2C L2C Code on L2 • New New Code on L5 Hasanuddin Z. Abidin, 2006
USC-USDC (2002)
Static Absolute Positioning
Using many epochs of observations (e.g. a few hours or more).
Requires the use of mapping or geodetic-type receiver.
Can based on pseudoranges, phases and phase-smoothed pseudoranges. Typical accuracy spectrum : dm to a few meters Accuracy will be mainly affected by : - type of data being used - data length Can be used for establishing the initial (temporary) control station.
Hasanuddin Z. Abidin, 2006
Dilution of Precision (DOP) ketelitian parameter = DOP . ketelitian data •
•
•
•
• •
DOP adalah bilangan yang digunakan untuk merefleksikan kekuatan geometri dari konstelasi satelit. Nilai DOP kecil geometri satelit kuat (baik) Nilai DOP besar geometri satelit lemah (buruk) Nilai DOP dihitung berdasarkan matrik ko-faktor dari parameter yang diestimasi. Nilai DOP akan tergantung pada jumlah, lokasi, dan distribusi dari satelit serta lokasi dari pengamat sendiri. Nilai DOP bervariasi secara spasial maupun temporal. Beberapa jenis DOP : . GDOP = Geometrical DOP (posisi-3D dan waktu) . PDOP = Positional DOP (posisi-3D) . HDOP = Horizontal DOP (posisi horisontal) . VDOP = Vertical DOP (tinggi) Hasanuddin Z. Abidin, 1994 . TDOP = Time DOP (waktu)
Dilution of Precision (DOP) Nilai DOP ditentukan dari matriks ko-faktor :
Q
X
( AT A) 1
GDOP
PDOP
HDOP
VDOP
TDOP
q xx simetri
q xy q yy
q q q q xx yy tt hh q q q xx yy hh q q xx yy q hh q tt
q xh q yh q hh
q xt q yt q ht q tt
A = Matrik Desain
Perhitungan DOP untuk absolute positioning dan differential positioning adalah tidak sama Hasanuddin Z. Abidin, 1994
Variasi Nilai GDOP
GDOP besar (Volume Tetrahedron kecil)
GDOP kecil (Volume Tetrahedron besar)
Semakin banyak satelit yang diamati, nilai GDOP akan semakin mengecil dan sebaliknya ! http://www.topconps.com/gpstutorial/
Contoh Hasil Penentuan Posisi Absolut Dengan GPS 100
50 ) m ( g n i h t r o N
0
-50
-100 -100
42 0 27’ 34” U 71 0 15’ 54” B 2 April 1997 setiap 1 menit Ashtech GG24 25
Lintang Bujur Waktu Sampel Receiver Jumlah satelit
: : : : : :
HDOP < 1 1< HDOP< 2 HDOP > 2
: 43% : 51% : 6%
Kesalahan horisontal : 50% : 20. 1 m 95% : 52.5 m 99% : 73.8 m -50
0 Easting (m)
50
100 Hasanuddin Z. Abidin, 1997
Penentuan Posisi Absolut Dengan GPS Setelah SA Ditiadakan (1 Mei 2000)
Ref. : SNAP, School of Geomatics Eng. UNSW
Penentuan Posisi Absolut Dengan GPS Setelah SA Ditiadakan (KOMPONEN HORISONTAL) 100 80
SA On SA Off
60
) m (
40 20
e d 0 u t i-100 -80 -60 -40 -20 0 t -20 a L
20
40
60
SA Off
80 100 SA Off
3 2
-40
1
-60 0
-80
-3
-2
-1
0 -1
-100
Longitude (m)
-2 -3
1
2
3
Penentuan Posisi Absolut Dengan GPS Setelah SA Ditiadakan (KOMPONEN TINGGI) 1200
SA On SA Off
1100
1000 r e t 900 e M 800
700
600 1 Ref. Lab. Geodesi - ITB
101
201
Epoch
301
401
http://www.mercat.com/QUEST/
SA On
Penentuan Posisi Absolut Dengan GPS (1 Mei 2000, Durasi : 30 menit)
http://www.mercat.com/QUEST/
SA Off
Penentuan Posisi Absolut Dengan GPS (2 Mei 2000, Durasi : 3h 39m)
Differential Positioning
It is also called relative positioning. Required at least 2 STATIC GPS Satellite GPS Satellite receivers, where one of them is located on the point with known coordinates (reference station). Reference Monitor station Position is determined station Observer relative to the reference Observer KINEMATIC station. Basic concept: differencing process could eliminate and/or reduce the effects of some errors and biases, and therefore enhancing the positioning accuracy. Effectiveness of differencing process would strongly depend on the distance between the monitor station and the point to be positioned (the shorter the more effective, and vice versa). Point to be positioned could be stationary or moving. Could use pseudoranges, phases, or phase-smoothed pseudoranges. Positioning accuracy level ranges from medium to high. Main applications: survey and mapping, geodetic surveys, and precise navigation. Hasanuddin Z. Abidin, 1994
Effect of GPS Data Differencing ERRORS AND BIASES
COULD BE ELIMINATED
COULD BE REDUCED
COULD NOT BE ELIMINATED OR REDUCED
Satellite clock Receiver clock Orbit (Ephemeris) Ionosfir Troposfir Multipath Noise
• The effectiveness of error-and-bias reduction will mainly depend on the distance between stations (baseline length) the longer the baseline, reduction will be less effective, and vice-versa. • For high precision applications, the residual errors and biases should be further modeled and/or estimated.
Hasanuddin Z. Abidin, 1994
Data Differencing Modes Satellite # 2, epoch # 2
BETWEEN SATELLITES
Satellite # 1, epoch # 2
BETWEEN EPOCHS
Satellite # 1, epoch # 1
BETWEEN RECEIVERS
Receiver # 1
Receiver # 2 Hasanuddin Z. Abidin, 1994
Differencing Types SD DD TD • OW • SD • DD • TD
= OW - OW = SD - SD = DD - DD = = = =
ONE-WAY data SINGLE-DIFFERENCE data DOUBLE-DIFFERENCE data TRIPLE-DIFFERENCE data
Data that are mainly used for differential GPS positioning are :
between-receiver between-satellite between-epoch
valid for pseudoranges, phase ranges, or other data combination
• Receiver-Satellite Double-Difference • Triple Difference Hasanuddin Z. Abidin, 2003
Contoh Hasil Penentuan Posisi Relatif Dengan GPS 10 : : : : : :
0
HDOP < 1 1< HDOP< 2 HDOP > 2
: 20 % : 75 % : 5%
-5
Kesalahan horisontal : 50% : 1.5 m 95% : 3.8 m 99% : 7.2 m
5 ) m ( g n i h t r o N
420 27’ 34” U 710 15’ 54” B 2 April 1997 setiap 1 menit Ashtech GG24 25
Lintang Bujur Waktu Sampel Receiver Jumlah satelit
-10 -10
DGPS -5
0 Easting (m)
5
10
Jarak ke Stasion Referensi : 140 km
Hasanuddin Z. Abidin, 1997
http://www.mercat.com/QUEST/
SA On
Penentuan Posisi Relatif Dengan GPS (1 Mei 2000, Durasi : 52 menit)
http://www.mercat.com/QUEST/
SA Off
Penentuan Posisi Relatif Dengan GPS (2-3 Mei 2000, Durasi : 13h 40m)
DGPS (Differential GPS) system is a term used to represent a real-time differential positioning system using pseudorange data. In order to establish a real time mode, Reference Station has to send the differential correction to the user in real-time by using a certain data communication system.
Generally used : pseudorange correction
Typical positioning accuracy : 1 - 3 m
GPS
Two types of differential correction : - pseudorange correction (RTCM SC-104) - position correction
DGPS System
It is generally used to position the moving objects. Main applications: marine surveys and medium accuracy navigation.
Vessel Reference Station Differential Correction
Hasanuddin Z. Abidin, 1996
Sistem DGPS
http://www.mercat.com/QUEST/DGPS.htm
Local & Wide Area DGPS Tergantung wilayah cakupannya, sistem DGPS dapat dibedakan atas Local Area DGPS (LADGPS) dan Wide Area DGPS (WADGPS) LADGPS
Jumlah stasion referensi Koreksi untuk setiap satelit
Validitas koreksi
Satu stasion referensi Skalar (koreksi pseudorange)
Lokal (< 100 km)
WADGPS
Beberapa stasion referensi Vektor (koreksi jam satelit, tiga komponen kesalahan ephemeris, parameterparameter model ionosfir) Regional
Hasanuddin Z. Abidin, 1996
Sistem WADGPS
RTK (Real-Time Kinematic) system is a term used to represent a real-time differential positioning system using phase data.
RTK System GPS satellites
Could be used to position the stationary and moving objects. In order to establish a real time mode, Reference Station has to send both phase and pseudorange data to the user in real-time by using a certain data communication system.
Rover
Phases and Pseudoranges
Monitor Station
Typical positioning accuracy : 1 - 5 cm Main applications : staking out, cadastral survey, mining survey, and high precision navigation.
Hasanuddin Z. Abidin, 1996
RTK Positioning: Today
10 km 2 cm accuracy
Today’s typical accuracy of positioning based on L1 Code and Carrier • L1 L2 Carrier • L2 Data Link • Data USC-USDC (2002)
RTK Positioning: Tomorrow
Faster recovery following signal interruptions (ex., under bridges)
100+ km 2 cm accuracy
Fewer reference stations needed
Tomorrow’s typical accuracy of positioning based on L1 Code and Carrier • L1 •L5 Code and Carrier L2 Code and Carrier • L2 •Data Link USC-USDC (2002)
Penggunaan Repeater Satelit GPS
4
Hasanuddin Z. Abidin, 2006
• Memperluas cakupan sinyal • Untuk menangani adanya obstruksi dari topografi
RTK Net (Sistem VRS) Pengguna seolah-olah menerima data dari SR maya
SR maya
SR Utama
Pengguna
SR utama mengirimkan ‘data’ SR maya ke pengguna
SR (Stasion Referensi) sebenarnya Hasanuddin Z. Abidin, 2006
Static Positioning Satelit GPS
Stasion Referensi
vektor baseline
Satelit GPS
Stasion Referensi
Titik (-titik) yang akan ditentukan posisinya tidak bergerak. Bisa berupa absolute ataupun differential positioning. Bisa menggunakan data pseudorange dan/atau fase. Ukuran lebih pada suatu epok pengamatan biasanya banyak. Keandalan dan ketelitian posisi yang diperoleh umumnya tinggi (orde mm sampai cm). Aplikasi : penentuan titik-titik kontrol untuk survai pemetaan maupun survai geodetik. Hasanuddin Z. Abidin, 1994
GPS Static Surveying
All points to be positioned are stationary.
Fixed points Points to be positioned
Observations are usually performed to cover a certain network of points.
observed baseline vectors
The coordinates are determined relative to the fixed points with known coordinates.
Observation is usually performed in baseline mode for a few hours or days.
Usually based on differential positioning using phase data.
Achievable positioning accuracy is usually high (mm to cm level).
Applications : control surveys, monitoring surveys, etc..
Other Methods :
Hasanuddin Z. Abidin, 1994
- RAPID STATIC - PSEUDO-KINEMATIC
- STOP AND GO - KINEMATIC
KARAKTERISTIK SURVEI GPS •
• •
•
•
•
•
Metode penentuan posisi yang digunakan adalah metode diferensial (metode relatif). Minimal 2 receiver GPS diperlukan. Penentuan posisi sifatnya statik (titik-titik survainya tidak bergerak). Data utama pengamatan yang digunakan untuk penentuan posisi adalah data fase. GPS Tipe receiver yang digunakan adalah tipe survai/geodetik bukan tipe navigasi. Pengolahan data umumnya dilakukan secara post-processing. Monitor Antar titik tidak perlu bisa saling Station ‘melihat’. Yang perlu adalah setiap titik dapat ‘melihat’ satelit. Hasanuddin Z. Abidin, 2004
Geometri Jaring Survei GPS • Jaring survai GPS dibentuk oleh titik-titik yang diketahui koordinatnya (titik tetap) dan titik-titik yang akan ditentukan posisinya. • Titik-titik tersebut dihubungkan dengan baseline-baseline yang komponennya (dX,dY,dZ) diamati. • Contoh suatu bentuk jaring GPS :
titik tetap titik yang akan ditentukan posisinya baseline yang diamati
Hasanuddin Z. Abidin, 1996
Moda Jaring vs. Moda Radial MODA JARINGAN
Moda yang digunakan akan berpengaruh pada:
MODA RADIAL (DARI 1 TITIK TETAP)
• Ketelitian titik • Waktu Survei • Biaya Survei
Hasanuddin Z. Abidin, 2004
Tahapan Pelaksanaan Survei GPS PERENCANAAN revisi
PERSIAPAN
• peralatan • geometri • strategi pengamatan • strategi pengolahan data • organisasi pelaksanaan • pengenalan
revisi
PENGUMPULAN DATA revisi
PENGOLAHAN DATA perhitungan tambahan
PELAPORAN
lapangan (reconnaissance) • monumentasi • data • data • data
GPS meteorologi pelengkap
• pemrosesan awal • perhitungan baseline • perhitungan jaringan • transformasi koordinat • kontrol kualitas Hasanuddin Z. Abidin, 1996
Pemrosesan Data Survei GPS
Pemrosesan data survei GPS biasanya akan mencakup tiga tahapan utama perhitungan, yaitu :
1. Pengolahan data baseline 2. Perataan jaringan 3. Transformasi datum dan koordinat
Titik tetap
Pemrosesan data dapat dilakukan dengan menggunakan perangkat lunak komersial ataupun ilmiah, tergantung tingkat ketelitian koordinat yang diinginkan. Hasanuddin Z. Abidin, 1995
GPS Data Proc Processin essingg Softwar Softwaree Commercial Software
Author
SKIPro
Leica
GPSurvey Pinnacle
Trimble Topcon
Scientific Software
Author
BERNESSE
University of Berne, Swiss
DIPOP
University of New Brunswick, Kanada
GAMIT
Massachussets Institute of Technology, USA
GIPSY
Jet Propulsion Laboratory, USA
TOPAS
University of Federal Armed Forces, Jerman
Hasanuddin Z. Abidin, 2006
On-line GPS Data Processing Processing Softwar Softwaree • It provides users with the facility to submit dual frequency geodetic quality GPS RINEX data observed in a 'static' mode, to website-based GPS processing system and the user receive rapid turn-around ITRF coordinates. • It is a FREE service. • This service takes advantage of both the IGS Stations Network and the IGS product range, and works with data collected anywhere on Earth.
Examples : AUSPOS : http://www.ga.gov.au/geodesy/sgc/wwwgps/ CSRS-PPP : http://www.geod.nrcan.gc.ca/ppp_e.php SCOUT : http://sopac.ucsd.edu/cgi-bin/SCOUT.cgi AUTO GIPSY : http://milhouse.jpl.nasa.gov/ag/ OPUS : http://www.ngs.noaa.gov/OPUS/ Hasanuddin Z. Abidin, 2006
Diagram Alir Pengolahan Baseline GPS Pemrosesan Awal Penetapan/penentuan koordinat dari satu titik ujung baseline untuk berfungsi sebagai titik tetap Penentuan posisi secara deferensial (menggunakan triple-difference fase )
Solusi Baseline
Pendeteksian dan pengkoreksian cycle slips Penentuan posisi secara diferensial (menggunakan double-difference fase, ambiguity-float)
Solusi Baseline
Penentuan ambiguitas fase (searching dan fixing ) Penentuan posisi secara diferensial (menggunakan double-difference fase, ambiguity-fixed)
Solusi final dari baseline
Input untuk Perataan Jaringan Hasanuddin Z. Abidin, 1995
Perkembangan Ketelitian Survei GPS 100
Level Presisi Komponen Horisontal r e t e m 10 i l i m
1 1985 Ref. : UNAVCO (1995)
1986
1987
1988
1989
1990
1991
1992
1993
Hasanuddin Z. Abidin, 1996
Perkembangan Ketelitian Survei GPS 50
Level Presisi Komponen Vertikal
40
r e t e 30 m i l i m 20 10 5 0 1985 Ref. : UNAVCO (1995)
1986
1987
1988
1989
1990
1991
1992
1993
Hasanuddin Z. Abidin, 1996
Jaringan GPS untuk Contoh Perhitungan N10239
Panjang Baseline
Jaring GPS Orde-II BPN Jawa Timur 1994
24
22
23
0 6
0 5
25
0 4
21 N0006
17
16
18
20 19
14
15
13 06
N o m o r b a s e l i n e
12
11
09
07
10
0 1
08 N10237 N10240 05
04
03
02
Titik-Titik Tetap (N10237, N10239, N10240, N0006)
1
01
30 25 20 15 10 5
0
Panjang baseline (km) Hasanuddin Z. Abidin, 1995
20
Ketelitian relatif (ppm)
Ellips kesalahan titik (95 % confidence level, Skala ellips kesalahan = 3 : 20) N10239
15 10 5 0 1
10
20
30
40
50
Nomor Baseline
N0006
N10237
Contoh Hasil Perhitungan Jaringan GPS
N10240 Hasanuddin Z. Abidin, 1995
60
Kinematic Positioning
Titik (-titik) yang akan ditentukan posisinya bergerak (kinematik). Selain posisi GPS juga bisa digunakan untuk GPS menentukan kecepatan, percepatan & attitude. Bisa berupa absolute ataupun differential positioning. Bisa menggunakan data pseudorange dan/atau fase. Hasil penentuan posisi bisa diperlukan saat pengamatan (real-time) ataupun sesudah pengamatan ( post-processing) Monitor Untuk real-time differentian positioning Station diperlukan komunikasi data antara monitor station dengan receiver yang bergerak. Penentuan posisi kinematik secara teliti memerlukan penggunaan data fase. Problem utamanya adalah penentuan ambiguitas fase secara on-the-fly . Ukuran lebih pada suatu epok pengamatan biasanya tidak banyak. Ketelitian posisi : rendah sampai tinggi. Aplikasi : navigasi, pemantauan ( surveillance), guidance, fotogrammetri, airborne gravimetry , survai hidrografi, dll.
Hasanuddin Z. Abidin, 1994
Penentuan posisi titik-titik yang bergerak secara teliti (tingkat ketelitian berorde centimeter).
Precise Kinematic Positioning
Harus berbasiskan differential positioning yang menggunakan data fase. GPS Problem utama : penentuan ambiguitas fase secara on-the-fly , yaitu penentuan ambiguitas fase pada saat receiver sedang bergerak dalam waktu sesingkat mungkin. Penentuan ambiguitas secara on-the-fly akan meningkatkan ketelitian, keandalan, dan fleksibilitas dari kinematic positioning. Monitor Saat dikenal beberapa teknik penentuan Station ambiguitas fase secara on-the-fly . Hasil penentuan posisi bisa diperlukan saat pengamatan (real-time) ataupun sesudah pengamatan ( post-processing) Untuk real-time differentian positioning diperlukan komunikasi data antara monitor station dengan receiver yang bergerak. Aplikasi : sistem pendaratan pesawat, kalibrasi altimeter satelit, studi oseanografi (arus, gelombang, pasut), dll. Hasanuddin Z. Abidin, 1994
Survei Statik Singkat (Rapid Static)
Titik Tetap baseline
titik yang akan ditentukan posisinya
Survei Statik dengan sesi pengamatan yang lebih singkat (5-20 menit ketimbang 1-2 jam). Prosedur pengumpulan data di lapangan seperti pada survei statik. Lama pengamatan tergantung pada panjang baseline, jumlah satelit, serta geometri satelit. Berbasiskan differential positioning dengan menggunakan data fase. Persyaratan mendasar : penentuan ambiguitas fase secara cepat.
Menuntut penggunaan piranti lunak pemroses data GPS yang andal dan canggih. Memerlukan satelit geometri yang baik, tingkat bias dan kesalahan data yang relatif rendah, serta lingkungan yang relatif tidak menimbulkan multipath. Data dua-frekuensi lebih diharapkan. Untuk meningkatkan keandalan, satu baseline umumnya diamati dalam dua sesi pengamatan. Ketelitian (relatif) posisi titik yang diperoleh adalah dalam orde centimeter. Aplikasi utama : survai pemetaan (orde tidak terlalu tinggi), densifikasi titik, survai rekayasa, dll.
Hasanuddin Z. Abidin, 1994
Statik Singkat vs Statik
Statik singkat mempunyai tingkat produktivitas yang lebih tinggi dibandingkan survei statik, karena waktu pengamatan satu sesi relatif lebih singkat. Metode survei statik memberikan ketelitian posisi yang relatif lebih tinggi dibandingkan metode statik singkat . Metode statik singkat memerlukan receiver GPS serta piranti lunak pemroses data yang lebih canggih dan lebih modern. Karena harus memastikan penentuan ambiguitas fase secara benar dengan data pengamatan yang relatif lebih sedikit, metode statik singkat relatif ‘kurang fleksibel’ dibandingkan metode statik. Metode survei statik singkat relatif lebih rentan terhadap efek dari kesalahan dan bias. Skenario yang paling baik adalah dengan menggabungkan kedua metode tersebut, dimana setiap metode digunakan secara fungsional sesuai dengan karakteristiknya masing-masing. Survai statik Survai statik singkat Titik tetap (kontrol) Titik yang ditentukan posisinya dengan metode statik Titik yang ditentukan posisinya dengan metode statik singkat Hasanuddin Z. Abidin, 1995
Survei Pseudo-Kinematik (1)
pengamatan -1
Monitor Station
pengamatan - 2 setelah > 1 jam
p e n g a m a t a n p e r t a m a
perubahan geometri
GPS
a d u e n k t a a a m n g e p
Pengamat
Dinamakan juga metode intermittent static atau metode reoccupation. Dua survai statik singkat (lama pengamatan beberapa menit) dengan selang waktu yang cukup lama (lebih besar dari 1 jam) antara keduanya.
Argumen mendasar : Pengamatan dalam dua sesi yang berselang waktu relatif lama dimaksudkan untuk mencakup perubahan geometri yang cukup, untuk dapat mensukseskan penentuan ambiguitas fase dan juga untuk mendapatkan ketelitian posisi yang lebih baik. Memerlukan satelit geometri yang baik, tingkat bias dan kesalahan data yang relatif rendah, serta lingkungan yang relatif tidak menimbulkan multipath. Hasanuddin Z. Abidin, 1994
Survei Pseudo-Kinematik (2) Berbasiskan differential positioning dengan menggunakan data fase. Data pengamatan di antara titik-titik diabaikan. Receiver GPS dapat dimatikan selama pergerakan. Penentuan posisi menggunakan data gabungan dari dua sesi pengamatan. Tidak semua receiver GPS mempunyai moda operasional untuk metode pseudo-kinematik ini. Menuntut penggunaan piranti lunak pengolahan data GPS yang khusus. Ketelitian (relatif) posisi titik yang diperoleh adalah dalam orde centimeter. Metode yang ideal ketika kondisinya tidak sesuai untuk penerapan metode statik singkat ataupun metode stop-and-go.
Statik Statik Singkat Pseudo-Kinematik Hasanuddin Z. Abidin, 1994
Survei Stop-and-Go (1)
Karakteristik : rover bergerak dan stop stop go (selama beberapa puluh detik) dari titik stop Rover ke titik. stop go Dinamakan juga survei semi kinematik. go go Mirip seperti kinematic positioning, stop hanya titik yang akan ditentukan stop Titik posisinya tidak bergerak dan receiver Tetap go go diam beberapa saat di titik tersebut. stop Ambiguitas fase pada titik awal harus go stop go ditentukan sebelum receiver bergerak, stop untuk mendapatkan tingkat ketelitian Pergerakan receiver berorde centimeter. Selama pergerakan antara titik ke titik, receiver harus selalu mengamati sinyal GPS (tidak boleh terputus). Seandainya pada epok tertentu selama pergerakan terjadi cycle slip maka receiver harus kembali ke titik sebelumnya untuk inisialisasi dan kemudian bergerak kembali. Hasanuddin Z. Abidin, 1994
Survei Stop-and-Go (2)
Berbasiskan differential positioning dengan menggunakan data fase. Rover Trayektori dari moving receiver di antara titik-titik tidak diperlukan meskipun teramati. Titik Tetap Menuntut penggunaan piranti lunak pemroses data GPS yang khusus. Untuk mendapatkan kualitas posisi yang baik diperlukan satelit geometri yang baik, tingkat bias dan kesalahan Perhitungan data yang relatif rendah, serta lingkungan koordinat relatif yang relatif tidak menimbulkan multipath. Penentuan posisi bisa dilakukan secara real-time ataupun post-processing. Moda real-time menuntut strategi operasional yang lebih ketat. Metode ini cocok untuk penentuan posisi titik-titik yang jaraknya dekat satu sama lainnya serta berada pada daerah yang terbuka, seperti di daerah persawahan, perkebunan dan padang peternakan. Hasanuddin Z. Abidin, 1994
Contoh Survei Stop-and-Go 4 5
17 16
3 18 1
15 A 14 13 12
6
2
8 9
Utara
Arah pergerakan Rover
7 A = Stasion referensi 1 s/d 18 = Titik-titik yang akan ditentukan posisinya 10
10 m
11
Titik
Lama Pengamatan (menit)
A 1 2 s/d 18
» 24 » 7 » 1
4 3
GDOP
2 1
PDOP
Jendela Waktu Pengamatan
0 8:00 8:10 8:20 8:30 8:40 8:50 9:00 Hasanuddin Z. Abidin, 1997
Contoh Survei Stop-and-Go Standar Deviasi Koordinat (mm) Lintang Bujur Tinggi
5 4 3 2 1 0 1
2
3
4
5
6
7
8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 Nomor Titik Hasanuddin Z. Abidin, 1997
Stop-and-Go vs Kinematik
Pada stop-and-go titik yang akan ditentukan posisinya diam, sedangkan pada kinematic titik yang akan ditentukan posisinya bergerak. Metode stop-and-go harus berbasiskan differential positiong dengan data fase, sedangkan metode kinematic tidak perlu kecuali untuk precise kinematic . Pada kedua metode, penentuan ambiguitas fase secara benar adalah suatu hal yang esensial untuk memperoleh posisi yang relatif teliti. Pada metode kinematik, kebutuhan terhadap metode on-the-fly lebih besar. Jika penentuan ambiguitas fase dapat dilakukan secara on-the-fly , maka pada kedua metode ini terjadinya cycle slip pada pengamatan fase selama pergerakan receiver tidak menjadi masalah. Metode kinematic positioning umumnya memerlukan interval data yang lebih pendek. Kedua metode memerlukan kondisi pengamatan (satelit geometri, tingkat kesalahan dan bias) yang baik untuk mencapai ketelitian posisi yang relatif tinggi. Kedua metode dapat diimplementasikan dalam moda real-time maupun post-processing. Hasanuddin Z. Abidin, 1994
Kombinasi Metode
PSEUDO-KINEMATIK dan STOP-AND-GO
Karena kondisi topografi dan lingkungan kadangkala diperlukan kombinasi dari beberapa metode untuk penentuan posisi titik-titik.
pseudo-kinematik Rover
Titik Tetap
STATIK SINGKAT dan STOP-AND-GO stop-and-go
Receiver GPS tipe geodetik saat ini umumnya dapat melaksanakan metode-metode statik singkat, pseudo-kinematik, ataupun stopand-go. Jadi penggabungan metode memungkinkan.
Rover statik singkat
Titik Tetap
jembatan
stop-and-go
Hasanuddin Z. Abidin, 1994
GPS dan Terestris Pengukuran detil (rincikan) dengan Total Station
STATIK SINGKAT dan POLIGON
statik singkat
Titik Kontrol GPS statik singkat
pengukuran poligon statik singkat
STATIK SINGKAT dan RINCIKAN
statik singkat
Titik Kontrol GPS
Karena obstruksi (pepohonan dan bangunan) atau pertimbangan efisiensi dan efektivitas kerja, kombinasi antara pengamatan GPS dan pengukuran terestris kadangkala diperlukan. Problem : perbedaan datum antara kedua sistem pengukuran. Hasanuddin Z. Abidin, 1996
Pergerakan Receiver Metode radial satu rover
Rover-1
1
Metode radial dua rover
Rover-1
1
Rover-2 2
Monitor station 3
2
Monitor station
3
4
kedua receiver bergerak bersamaan pada saat yang sama
4 5
Pergerakan dari moving receiver harus diperhitungkan sedemikian rupa sehingga menguntungkan tidak hanya dari segi kemudahan operasional, tapi juga dari segi kekuatan geometri jaringan yang dihasilkan
Metode hybrid, dua rover
Rover-1
1
Rover-2
2
Monitor station
3
kedua receiver bergerak secara bergiliran
4 5
Hasanuddin Z. Abidin, 1994
Penggunaan Beberapa Monitor Station Metode radial satu rover, dua monitor
Rover-1
1
2
Monitor-1 3
Monitor-2
Lebih banyak baseline yang diukur. Meningkatkan keandalan dan ketelitian dari posisi. Langkah preventif terhadap kemungkinan tidak berfungsinya satu monitor station.
4
Penggunaan beberapa monitor station juga dapat digunakan untuk mengestimasi parameter dari beberapa kesalahan dan bias. Berpotensi untuk meningkat kan ketelitian dari posisi titik.
Metode hybrid, dua rover, dua monitor
Rover-1
1
Rover-2 2
Monitor station
3 4 5 Hasanuddin Z. Abidin, 1994
Tinggi yang Diberikan GPS
Permukaan Bumi Geoid Ellipsoid
H h
Pusat Bumi
Ketinggian titik yang diberikan oleh GPS adalah ketinggian titik di atas permukaan ellipsoid WGS 1984. Tinggi ellipsoid (h) tersebut tidak sama dengan tinggi orthometrik (H) yang umum digunakan untuk keperluan praktis sehari-hari yang biasanya diperoleh dari pengukuran sipat datar (levelling).
Tinggi orthometrik suatu titik adalah tinggi titik tersebut di atas geoid diukur sepanjang garis gaya berat yang melalui titik tersebut. Tinggi ellipsoid suatu titik adalah tinggi titik tersebut di atas ellipsoid dihitung sepanjang garis normal ellipsoid yang melalui titik tersebut. Hasanuddin Z. Abidin, 1994
Geoid dan Ellipsoid
Permukaan Bumi Geoid Ellipsoid
H h
Pusat Bumi
Geoid adalah adalah salah salah satu bidang ekuipotensial medan gaya berat Bumi. Untuk keperlua keperluan n praktis umumnya umumnya geoid geoid dianggap berimpit dengan muka air laut rata-rata ( Mean Sea Level, MSL). Secara matematis, geoid geoid adalah adalah suatu permukaan yang sangat kompleks yang memerlukan sangat banyak parameter untuk merepresentasikannya. Oleh karena karena itu untuk merepresentasikan merepresentasikan Bumi secara matematis digunakan suatu ellipsoid referensi dan bukan geoid !
Perhitungan matematis umumnya dilakukan pada ellipsoid referensi. Ketinggian geoid geoid terhadap ellipsoid ellipsoid dinamakan dinamakan undulasi undulasi geoid . geoid . Geoid dapat dapat ‘diindera’ ‘diindera’ oleh oleh alat ukur, sedangk sedangkan an ellipsoid ellipsoid tidak tidak dapat. Geoid adalah adalah bidang referensi referensi untuk menyatakan menyatakan tinggi tinggi orthometrik. orthometrik. Hasanuddin Z. Abidin, 1994
Tinggi Ellipsoid ke Tinggi Orthometrik Permukaan Bumi Geoid Ellipsoid
H h
h= H= N= =
tinggi tinggi ellipsoid ellipsoid (bereferensi (bereferensi ke ellipsoid ellipsoid). ). tinggi tinggi orthometrik orthometrik (bereferen (bereferensi si ke geoid). tinggi tinggi (undulasi) (undulasi) geoid geoid di atas ellipsoid. ellipsoid. defleksi defleksi vertikal. vertikal.
H=h-N
Pusat Bumi
Rumus di atas atas adalah adalah rumus pendekatan pendekatan.. Cukup teliti untuk keperluan keperluan praktis. Besarnya defleksi vertikal ( ) umumnya tidak melebihi 30”.
Penentuan undulasi geoid secara teliti (orde ketelitian cm) bukanlah suatu pekerjaan yang mudah. mudah. Disamping diperlukan data gaya berat yang detil, juga diperlukan data ketinggian topografi permukaan Bumi serta data densitas material di bawah permukaan Bumi Hasanuddin Z. Abidin, 1994
Ketelitian Tinggi GPS
GPS
Ketelitian komponen tinggi yang ditentukan ditentukan dengan GPS umumnya 2-3 kali lebih lebih rendah rendah dibandingka dibandingkan n ketelitian komponen horisontalnya. Kadangkala bahkan sampai 4-5 kali lebih rendah. PENYEBABNYA :
Bumi
Komponen horisontal, pengeliminiran pengelimini ran kesalahan
GPS
Hasanuddin Z. Abidin, 1994
Satelit-satelit yang bisa diamati Satelit-satelit diamati hanya yang berada di atas horison (one-sided geometry ) : - secara geometrik tidak optimal - tidak ada effek pengeliminiran kesalahan. Dalam kasus komponen horisontal, adanya satelit di Timur-Barat ataupun Utara-Selatan memungkinkan adanya pengeliminiran tsb. Efek dari dari kesalahan kesalahan dan bias umumnya umumnya adalah adalah memanjang-mendekkan jarak ukuran. Dalam hal ini yang paling terpengaruh adalah komponen tinggi.
Penentuan Tinggi Dengan GPS Untuk mendapatkan hasil yang relatif teliti penentuan tinggi harus dilakukan secara relatif :
GPS
dH = dh - dN A H
A
N
n i k a a B um m u r e P
h A
Geoid
B HB N
A
B
h
B
dh dapat ditentukan lebih teliti dibandingkan h dN dapat ditentukan lebih teliti dibandingkan N
Ellipsoid
PERANAN PENENTUAN TINGGI DENGAN GPS
Pemantauan perubahan beda tinggi antar titik (berguna untuk mempelajari deformasi struktur, pergerakan lempeng, survai rekayasa, dll. nya) Penentuan tinggi orthometrik (seandainya geoid yang teliti diketahui) Penentuan geoid (seandainya tinggi orthometrik diketahui) Transfer datum tinggi antar pulau
Hasanuddin Z. Abidin, 1994
Ketelitian Beda Tinggi Ellipsoid dari GPS
Ketelitian yang Dilaporkan
Peneliti
Sekitar 1.6 ppm
Engelis & Rapp (1984)
3 ppm
Schwarz & Sideris (1985)
Sampai 3.2 ppm
Holloway (1988)
(0.5 mm + 1-2 ppm) 1 - 3 ppm
Zilkoski & Hothem (1988) Kearsley (1988)
Sampai 3.5 ppm
Leal (1989)
1 - 2.5 ppm
Kleusberg (1990)
Ketelitian diturunkan umumnya berdasarkan hasil salah penutup dari beda tinggi yang ditentukan dengan metode differential GPS. Hasanuddin Z. Abidin, 1994
GPS Levelling vs. Levelling 320
GPS levelling - 3 ppm
Pada grafik ini untuk GPS levelling diasumsikan kesalahan relatif undulasi (dN) tidak ada (= nol).
280 240
) m m 200 ( n a i t i l e t e K
160
80
Levelling - Orde 3 GPS levelling - 1 ppm Levelling - Orde 2
40
Levelling - Orde 1
120
0 0
20
40 60 Jarak (km)
80
100 Hasanuddin Z. Abidin, 1997
Velocity and Acceleration Determination using GPS Estimation process Phase Data
EP #1
dt
Position dt
Estimation process Frequency (Phase rate) dt
Differential operator
Frequency Rate
EP #2
Velocity dt
Estimation process EP #3
Acceleration Hasanuddin Z. Abidin, 1997
More Learning Sites on GPS 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17.
http://www.gmat.unsw.edu.au/snap/gps/about_gps.htm http://www3.sympatico.ca/craymer/geodesy/gps.html http://igscb.jpl.nasa.gov/ http://www.gpsy.com/gpsinfo/ http://www.ga.gov.au/geodesy/sgc/wwwgps/ http://www.geod.nrcan.gc.ca/ppp_e.php http://sopac.ucsd.edu/cgi-bin/SCOUT.cgi http://milhouse.jpl.nasa.gov/ag/ http://www.ngs.noaa.gov/OPUS/ http://sideshow.jpl.nasa.gov/mbh/series.html http://www.ngs.noaa.gov/gps-toolbox/ http://www.navcen.uscg.gov/gps/modernization/default.htm http://www.usace.army.mil/publications/eng-manuals/ em1110-1-1003/toc.htm http://bowie.mit.edu/%7Esimon/gtgk/ http://facility.unavco.org/software/processing/gipsy/gipsy_info.html http://www.gpsworld.com/gpsworld/ http://www.navtechgps.com/
Hasanuddin Z. Abidin, 2007
