TUGAS SURVEY GNSS SATELIT BEIDOU (Tugas ini di kerjakan guna memenuhi tugas mata kuliah Survey GNSS)
Disusun oleh: Kelompok III A
Yunita Sri Ulina Br Sembiring
(21110115120014)
Archita Permata Santynawan
(21110115120015)
Gabriel Yedaya Immanuel R.
(21110115120016)
Muhammad Haris Febriansya
(21110115120017)
Chairunisa Afnidya Nanda
(21110115120018)
Benita Roseana
(21110115120019)
Rizqi Umi Rahmawati
(21110115120020)
Febrina Mutiara Rosita Pane
(21110115120021)
Johan Wisma Anggoro
(21110115120022)
DEPARTEMEN TEKNIK GEODESI FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS DIPONEGORO Jl. Prof. Sudarto SH, Tembalang Semarang Telp. (024)76480785, 6480788 e-mail :
[email protected] [email protected] .undip.ac.id d 2018
A. Sejarah Satellit Compass/ Beidou dan Kepemilikan
Sistem satelit navigasi merupakan infrastruktur bangunan angkasa yang sangat penting, dimana dapat memperluas rentang aktifitas manusia dan mengembangkan kemampuan bersosialisasi mereka. Satelit navigasi membawa perubahan dalam dunia politik, ekonomi, militer, teknologi dan budaya. Beidou (COMPASS) Satellite Navigation System adalah sebuah proyek yang dikembangkan oleh China dibiayai RRT sendiri, untuk tujuan mengembangkan sistim navigasi satelit yang mandiri tanpa menggantungkan dengan satelit GPS Amerika saja kelak. Satelit Beidou adalah Satelit ini mengorbit secara geostationer Nama dari sistem ini diambil dari rasi bintang biduk (Big Dipper) dimana dalam bahasa China disebut Beidou. Konstelasi rasi bintang biduk atau Big Dipper
Secara harfiah nama itu berarti Biduk Utara atau Northern Dipper, nama yang diberikan para astronom untuk 7 bintang paling terang dalam konstelasi Ursa Major atau “The Great Bear”. Sejarahnya, susunan bintang ini lah yang digunakan para astronom dalam penentuan lokasi arah bintang utara kutub. Dengan demikian, Beidou juga merupakan sebuah metafora tujuan sistem satelit navigasi. B. Orbit Satelit Beidou Sistem COMPASS/ Beidou menggunakan 3 jenis satelit, yaitu satelit GEO (Geostasioner Orbit), IGSO (Inclined Geosynchronouos Orbit) dan MEO (Medium Earth Orbit). Satelit GEO dan IGSO adalah satelit dengan orbit geosynchronous. Orbit geosynchronous adalah orbit suatu benda (umumnya satelit buatan) dengan bumi sebagai pusatnya, yang mempunyai perioda sama dengan rotasi bumi (24 jam). Jika sebuah satelit dengan orbit geosinkron mempunyai bentuk orbit lingkaran sempurna dan mengorbit sebidang dengan garis khatulistiwa atau ekuator bumi, maka satelit itu disebut satelit Geostasioner (GEO). Sedangkan apabila sebuah satelit mengorbit dengan perioda yang sama dengan bumi namun mempunyai sudut orbit (inklinasi) yang lebih besar dari 0° dengan ekuator bumi, maka satelit itu disebut satelit Inclined Geosynchronouos (IGSO). Satelit MEO atau Medium Earth Orbit adalah satelit yang mengorbit pada ketinggian sekitar 8000 – 22000 km diatas permukaan bumi, dibawah satelit yang mempunyai orbit geosinkron. Lintasan orbit dirancang agar melewati kutub bumi Utara dan Selatan dan membentuk orbit elips (Siregar, 2009) Secara umum, karakteristik satelit GEO dan MEO dapat dilihat pada Tabel 4.1 berikut ( Anggarayudha, 2001).
Ketinggian Periode orbit
MEO
GEO
( Medium E arth Orbit )
(Geosynchronous E arth Or bit )
8000 – 22000 km
35786 km
5-12 jam
24 jam
2-4 jam
24 jam
Waktu dalam keadaan line
of sight dari stasiun kontrol di bumi
C. Perkembangan Pembangunan Sistem COMPASS Konstelasi satelit yang digunakan dalam sistem satelit COMPASS dibagi menjadi tiga tahap berdasarkan tahap proses pembangunannya. Tahap itu adalah yaitu : 1. Fase I (Tahun 2000-2003) Fase ini disebut Beidou Navigation Satellite Demonstration System atau Beidou- I. Pada tahun 1994, China memulai pembangunan sistem satelit demonstrasi ini. Sistem yang digunakan pada fase ini hanyalah Radio Determination Satellite System (RDSS). Pada tahun 2000 dimulailah rangkaian peluncuran sistem keluar angkasa. Satelit pertama, Beidou-1A diluncurkan pada 30 Oktober 2000, diikuti satelit kedua, Beidou-1B pada 20 Desember 2000. Satelit ketiga yang berfungsi sebagai satelit back-up, Beidou-1C diluncurkan dan menempati orbitnya 25 May 2003. Suksesnya peluncuran satelit ketiga ini juga berarti fase pertama dari pembangunan sistem satelit navigasi COMPASS telah selesai. Keberhasilan ini diikuti dengan peluncuran satelit back-up kedua, yang juga merupakan satelit terakhir pada fase pembangunan pertama, Beidou-1D pada awal tahun 2007. Pada awalnya satelit ini dilaporkan mengalami kegagalan fungsi sistem kontrol, namun berhasil diperbaiki kembali. Fungsi utama dan spesifikasi kinerja dari Beidou Navigation Satellite Demonstration System adalah sebagai berikut : a) Fungsi utama : penentuan posisi, penentuan waktu one-way dan two-way, komunikasi pesan singkat (SMS). b) Area pelayanan : China dan wilayah sekitarnya. c) Ketelitian posisi : hingga ketelitian 20 meter. d) Ketelitian waktu : 100 ns pada one way, 20 ns pada two way. e) SMS : 120 Chinese karakter per waktu. Beidou Navigation Satellite Demonstration System terdiri dari tiga komponen utama, yaitu segmen angkasa, segmen sistem kontrol, dan segmen pengguna. Segmen angkasa terdiri dari tiga satelit geostasioner (GEO) yang berada pada 80°BT, 110.5°BT, dan 140°BT diatas bidang ekuator. Segmen sistem kontrol terdiri dari kontrol pusat darat dan beberapa stasiun kalibrasi.
Kontrol pusat darat bertugas untuk melengkapi penentuan orbit satelit, koreksi ionosfir, penentuan posisi pengguna, dan pusat pertukaran dan pengolahan layanan SMS pengguna. Stasiun kalibrasi di darat berguna terutama untuk menyediakan data pengolahan jarak dan parameter koreksi kepada kontrol pusat. Segmen pengguna atau user receiver termasuk di dalamnya tipe hand-held, tipe kendaraan, command type, dan tipe receiver lain, dapat melayani aplikasi penentuan posisi, menerima informasi koordinat lokasi, aplikasi pesan singkat, dan fungsi lainnya. Pada BeiDou-1, terdiri dari 3 satelit yang pancaran gelombang dan aplikasinya masih sangat terbatas 2. Fase II (Tahun 2004-2012) Fase ini disebut juga Beidou Navigation Satellite (regional) System atau Beidou- II/COMPASS. Fungsi utama dan parameter kinerja dari Beidou Navigation Satellite (regional) System adalah sebagai berikut : a. Fungsi utama : penentuan posisi, pengukuran kecepatan, penentuan waktu one-way dan two-way, dan layanan SMS. b. Area pelayanan : China dan sebagian wilayah Asia-Pasifik, termasuk Indonesia. Lebih lengkapnya dapat dilihat pada Gambar 3.2. c. Ketelitian posisi : hingga ketelitian 10 meter. d. Ketelitian kecepatan : hingga ketelitian 0.2 m/s. e. Ketelitian waktu : 50 ns. f.
SMS : 120 Chinese karakter per waktu.
Cakupan wilayah Satelit COMPASS (area warna kuning) pada fase II meliputi wilayah poligon dari 84°BT sampai 160°BT dan dari 55°LU hingga 55°LS. Fase kedua ini akan berakhir pada tahun 2012, dimana sistem ini nantinya akan terdiri dari 14 konstelasi satelit dengan menggunakan dua metode layanan sistem satelit yaitu, Radio Determination Satellite System (RDSS) dan Radio Navigation Satellite System (RNSS), tergantung pada aplikasinya. 3. Fase III (Tahun 2012-2020) Pada fase ini sistem satelit navigasi COMPASS akan terdiri dari 35 satelit dan akan dapat menyediakan layanan penentuan posisi, navigasi, dan waktu kepada pengguna di seluruh dunia. COMPASS juga direncanakan akan menyediakan penggunaan layanan augmentasi wide area differensial dengan tingkat akurasi yang lebih tinggi. a)
Fungsi utama : Penentuan posisi, pengukuran kecepatan, pengukuran waktu one-way dan two-way, dan layanan SMS.
b)
Daerah layanan : seluruh dunia
c)
Ketelitian posisi : hingga ketelitian dibawah 10 m.
d)
Ketelitian kecepatan : hingga 0.2 m/s.
e)
Ketelitian waktu : hingga 20 ns.
Tahap cakupan area yang akan dilayani oleh sistem COMPASS dari fase I hingga fase III. Terlihat daerah cakupan pada fase I adalah wilayah regional China, cakupan pada fase II adalah wilayah Asia-pasifik, dan akhirnya sistem COMPASS akan beroperasi dan melayani pengguna di seluruh dunia pada fase III.
Sistem COMPASS pada tahap ketiga ini akan menggunakan layanan Radio Determination Satellite System (RDSS) dan Radio Navigation Satellite System (RNSS). Radio Determination Satellite System (RDSS) dapat memberikan informasi baik parameter lokasi maupun waktu kepada para pengguna (X,Y,Z,T), dan juga dapat melayani layanan pesan singkat di antara pengguna pada saat yang sama. Radio Navigation Satellite System (RNSS) dapat menyediakan informasi lokasi pengguna, kecepatan, dan parameter waktu (X,Y, Z, Vx, Vy, Vz, dan T). D. Cara Kerja Sistem satelit navigasi melayani para pengguna untuk berbagai macam aplikasi menggunakan dua sistem atau metode, seperti yang telah disebutkan sebelumnya, yaitu Radio Determination Satellite System (RDSS) dan Radio Navigation Satellite System (RNSS). Datadata dan informasi yang dihasilkan sistem satelit navigasi COMPASS akan melewati beberapa tahap manajemen sebelum sampai kepada para pengguna. Skema integrasi manajemen informasi sistem COMPASS
Pertama, berbagai sensor mengumpulkan informasi yang akan diolah lebih lanjut. Kemudian informasi dikirim ke terminal pengguna yang selanjutnya diteruskan ke satelit. Lalu satelit mentransmisikan informasi itu ke sistem informasi COMPASS agar dapat diinterpretasikan.
Hasil data olahan diteruskan ke pusat manajemen pengguna. Disini data dikelompokkan berdasarkan aplikasi atau sensor yang mengirimkannya. Kemudian dikirimkan lagi ke sistem informasi COMPASS agar diteruskan ke satelit. Akhirnya, satelit mentransimisikan data itu ke terminal pengguna. Pengguna pun mendapatkan informasi yang diinginkan. E.
Aplikasi Sistem COMPASS Saat ini sistem COMPASS telah memainkan peranan penting dalam berbagai bidang seperti
transportasi, kelautan dan perikanan, pemantauan hidrologi, ramalan meteorologi, pencegahan kebakaran hutan, pengaturan waktu untuk telekomunikasi, distribusi tenaga, mitigasi bencana, keamanan nasional dan banyak bidang lainnya. Beberapa dari peranan- peranan itu dijelaskan sebagai berikut. 1) Bidang Transportasi Aplikasi COMPASS dalam bidang transportasi telah dibangun sejak saat sistem satelit Beidou I atau Beidou Navigation Satellite Demonstration System mulai aktif. Seperti sistem monitoring satelit navigasi untuk transportasi umum di Xinjiang, sistem monitoring infrasruktur jalan raya ,serta sistem monitoring jadwal dan posisi kapal di pelabuhan. Sebagai contoh, tujuan utama dari sistem monitoring untuk transportasi umum, khususnya mobil adalah untuk memberikan informasi bagi semua kendaraan yang sedang beroperasi agar mengurangi terjadinya kemacetan lalu lintas. Kuncinya terletak pada transmisi data dari mobil di jalan ke pusat informasi. COMPASS RDSS bertindak sebagai radio komunikasi dan sumber informasi posisi yang pertama.
2) Bidang Kelautan dan Perikanan Dalam bidang kelautan dan perikanan, fasilitas pelayanan informasi kelautan dan perikanan semakin meningkat dengan adanya sistem COMPASS. Informasi mengenai posisi kapal, real-time monitoring, penyelamatan darurat, distribusi kapal pancing di dalam dan luar pelabuhan, serta pelayanan administrasi perikanan lainnya dapat disediakan oleh COMPASS secara cepat dan efisien. Sebagai contoh, penggunaan sistem COMPASS dalam pelayanan monitoring kapal pancing
Dalam gambar terlihat sinyal yang dipancarkan oleh terminal-terminal yang ada pada kapal diterima oleh pusat informasi. Kemudian informasi sinyal itu diolah dalam jaringan sistem (network platform) yang terintegrasi dengan pusat kontrol data sistem COMPASS, sistem satelit kelautan, pusat data pesan singkat berbasis CDMA/GSM, dan pusat informasi transmisi gelombang pendek. Hasil olahan sinyal berupa data p osisi didistribusikan kembali kepada terminal-terminal yang tadinya memancarkan sinyal. Skema ini dilakukan berulang sehingga membentuk monitoring posisi kapal secara realtime (Shusen, 2012).
Selain itu, masih banyak lagi fungsi lainnya, seperti sistem alarm berbahaya saat cuaca buruk, pemantauan dan pelacakan kapal, dll. Lebih kurang 14.000 orang nelayan China telah menggunakan Sistem COMPASS pada kapal mereka dan sekitar 40.000 orang lagi memakaikannya pada telepon genggam. Sejak tahun 2007, lebih dari 500 kapal pancing telah selamat dari kecelakaan berkat adanya alarm berbahaya yang disediakan oleh sistem COMPASS (Jingnong, 2011). 3) Bidang Konservasi Air Sistem satelit navigasi COMPASS menjadi bagian dari Hydrological Data Collection System yang digunakan China dalam bidang konservasi air. Sistem ini menggunakan transmisi real-time untuk memberikan informasi perkiraan air di wilayah pengunungan, dimana telah meningkatkan akurasi mengenai ramalan bencana dan membantu program perencanaan serta penjadwalan pengontrolan bencana banjir dan kekeringan. Contohnya penggunaan pada sungai Yang-Tze seluas 370.000 km² yang sangat diperlukan pemerintah untuk mendapatkan laporan kondisi perairannya, atau pemantauan otomatis dan laporan atas stasiun pembangkit hidroelektrik di hilir Sungai J insha dengan cakupan 45.443 km² (Shusen, 2012).
4) Bidang Meteorologi Di bidang peramalan cuaca, serangkaian peralatan dan terminal sistem Beidou telah dikembangkan. Berbagai macam sistem praktis telah berhasil dibuat un tuk mengatasi masalah pengiriman transmisi data otomatis bagi Kantor Administrasi Meteorologi China, stasiun cuaca pusat, dan sejumlah stasiun cuaca lokal. Macam-macam data dan informasi yang dihasilkan aplikasi peramalan cuaca, yaitu : a.
Transmisi informasi digital otomatis antara pemerintah nasional pusat, regional, serta berbagai stasiun cuaca dan meteorologi.
b.
Visualisasi peta distribusi stasiun cuaca berbasis Geographic Information System (GIS).
c.
Transmisi informasi ke ratusan COMPASS sistem terminal.
Salah satu contoh sistem COMPASS dalam aplikasi peramalan cuaca yang dibangun pemerintah China adalah di Gunung Everest
Sistem ini diinformasikan sangat membantu dalam pengamatan meteorologi untuk Olimpiade Beijing tahun 2008 (Jingnong, 2011).
5) Bidang Pencegahan Kebakaran Hutan Fasilitas peringatan bahaya kebakaran berdasarkan sistem COMPASS didukung oleh Biro Kehutanan Nasional China. Sistem ini dapat mengirimkan data posisi real time dari dan ke semua pemadam kebakaran, kendaraan dan pesawat terbang, membuat peta digital terkait, dan membuat semua objek itu berh ubungan melalui pesan singkat. Sistem pencegahan kebakaran hutan berbasis COMPASS terdiri dari beberapa komponen, yaitu temperature sensor, Beidou data collection device, Beidou satellite, Command Center, dan Beidou hand-held
Apabila terjadi kebakaran maka sensor suhu yang dipasangi COMPASS terminal akan mengirimkan sinyal ke Beidou data collection device. Kemudian perangkat ini menginformasikan sinyal ke command center agar diolah lalu nantinya diteruskan ke satelit Beidou melalui pemancar. Informasi yang ada di satelit di distribusikan ke semua Beidou han-held yang dipegang oleh para penyelamat. Akhirnya dari informasi ini dapat diketahui posisi titik terjadinya kebakaran (Jingnong, 2011). 6) Sinkronisasi waktu
Dalam sinkronisasi waktu untuk sistem telekomunikasi, keberhasilan pelaksanaan program Beidou Two-way Demonstration telah memberikan terobosan pada beberapa sektor kunci, seperti teknologi kabel panjang jarak jauh dan sistem basis waktu satelit terpadu. Beberapa hal penting lainnya dalam aplikasi sistem Beidou untuk sinkronisasi waktu, adalah : a.
Beidou/GPS dual-mode time synchronization devices.
b.
Embedded Beidou/GPS timing module Timing.
c.
Timing test of CDMA network in 7 provinces of southe ast coast.
d.
Percobaan yang sukses pada 200 stasiun dasar.
e.
Telah digunakan selama 4 tahun.
f.
Ketelitian sinkronisasi kecil dari 100 ns Dengan mengambil keuntungan dari layanan waktu berakurasi tinggi yang
disediakan oleh COMPASS, tingkat kecelakaan yang disebabkan oleh akurasi waktu seperti penjadwalan kereta dan tingkat kerusakan fasilitas-fasilitas seperti pembangkit listrik adalah 0. Fakta ini melebihi standar kerusakan fasilitas yang ditetapkan oleh Internasional (Shusen, 2012). 7) Bidang Distribusi Tenaga Listrik Dalam bidang ini, keunggulan sistem COMPASS dalam sinkronisasi waktu yang mempunyai tingkat ketelitian tinggi, telah menciptakan suatu aplikasi dasar dalam menganalisis kecelakaan listrik, sistem peringatan dini, dan sistem perlindungan listrik. Contohnya pada sistem pemeriksaan dan pemantauan untuk saluran transmisi daya 500 kilovolt China yang membentang total sepanjang 3000 km dan memiliki menara inspeksi sebanyak 4000 buah. Sistem ini dapat memberikan pengiriman informasi inspeksi real-time keamanan, perekaman staf, perekaman kendaraan dan helikopter kepada instansi atau pengguna yang bersangkutan (Shusen,2012). 8) Bidang Mitigasi Bencana Di bidang mitigasi bencana, kemampuan laporan navigasi, penentuan posisi, dan layanan komunikasi SMS dari sistem satelit navigasi COMPASS, telah menyediakan pelayanan real time bencana nasional hingga meningkatkan respon cepat bantuan bencan a darurat dan kemampuan pengambilan keputusan. Hal ini dapat terwujud karena sistem ini
memungkinkan pengiriman komunikasi dan laporan serta pemberitahuan informasi bencana yang cepat. Contohnya pada gempa bumi yang terjadi di Wenchuan, Provinsi Sichuan dan di Yushu, Provinsi Qingshai. Pada gempa itu, jalan lokal dan infrastruktur telekomunikasi hancur lebur. Namun dengan adanya sistem COMPASS, komunikasi dari pemerintah pusat ke daerah bencana tidak pernah putus. Petugas pen yelamat sedang mengirimkan informasi dan laporan dari tempat kejadian menggunakan receiver COMPASS (Jingnong, 2011).
