B. Tujuan
II. TINJAUAN PUSTAKA
2.7. Envisat ASAR
2.7.1. Satelit Envisat (Environment Satellite)
Envisat adalah radar berwahana satelit penginderaan jauh generasi ketiga setela h generasi pertama pada tahun 1978 dan generasi kedua ERS-1, ERS-2, JERS, Radarsat-1 yang dikembangkan oleh ESA. Satelit ini sukses diluncurkan pada tangggal 1 maret 2002 di Guiana Perancis. Misi Envisat diharapkan dapat menyediakan informasi lebih luas (atmosfir, samudra, daratan dan daerah kutup) dan sekaligus melanjutkan program ERS dengan gabungan dari 10 jenis sensor multi-disciplinari yang dipakai untuk memberikan hasil pengamatan dan pengukuran terhadap lingkungan bumi yang sebelumnya tidak pernah terjadi. Berlatar belakang misi ini diperkenalkan kemampuan Envisat di dalam memantau dan mempelajari perubahan iklim serta lingkungan bumi, mengatur dan memantau sumberdaya bumi, mengembangkan pemahaman yang lebih baik mengenai dinamika dan struktur kulit bumi bagian luar dan dalam (ESA, 2001a).
Secara global data yang akan dilanjutkan sebagai obyek sasaran dan menjadi sumber informasi dalam misi ini adalah data ilmiah dan aplikasi dalam proses klimatika secara penuh dan meningkatkan pengetahuan tentang model- model iklim dunia, tempat dan pusat ramalan cuaca dalam jangka panjang, informasi mengenai gerakan tektonik dan gejala seismik (bersama dengan SAR interferometri). Sedangkan secara regional untuk mendukung pengetahuan sekaligus aplikasinya dalam misi ini yaitu pemantauan proses pantai dan polusi, jalur lalu lintas, memantau dibidang pertanian dan tumbuhan dalam skala besar, dan resiko pemantauan yang dihadapi.
Untuk mencapai misi ini secara terpadu, dibuat beberapa sensor yang bersifat multi-disciplinari dalam menyokong berbagai target pengukuran. Satelit Envisat memiliki tujuh rangkaian alat sensor yang dikembangkan oleh ESA ;
1. Advanced Synthetic Aperture Radar (ASAR),
2. Medium Resolution Imaging Spectrometer (MERIS),
3. Radar Altimeter 2 (RA-2),
4. Microwave Radiometer (MWR),
5. Laser Retro-Reflector (LR),
11
7. Michelson Interferometer for Passive Atmospheric Sounding (MIPAS). Rangkaian sensor tersebut didukung oleh tiga komplementer :
1. Advanced Along Track Scanning Radiometer (AATSR),
2. Doppler Orbitography and Radiopositioning Integrated by Satellite (DORIS),
3. Scanning Imaging Absorption Spectrometer for Atmospheric Cartography (SCIAMACHY).
Instrumen ini beroperasi pada band yang bergelombang spektrum elektomagnetik berkisar antara band ultraviolet. Secara operasional fasilitas Envisat dirancang untuk mengukur data akuisisi dari titik permukaan bumi dan atmosfer dengan menggunakan sensor-sensor tersebut.
Dalam ESA (2001a) satelit Envisat terdiri dari dua elemen utama yaitu,
Platform Polar dan Instrumen Sederhana yang merupakan rangkaian peralatan
payload untuk memantau permukaan bumi. Pengendalian utama dari keseluruhan konfigurasi satelit digunakan untuk memaksimumkan daerah tampalan pada instrumen payload dengan syarat penampakannya jelas. Platform Polar adalah modul besar yang terdiri dari dua pasangan utama dalam kontruksinya yaitu, modul pelayanan (SM) dan modul payload (PM). Modul pelayanan merupakan dasar satelit yang digunakan sebagai daya pembangkit, penyimpan dan penyebar,
attitude dan orbit pengontrol, band-s telemetri dan komunikasi telecommand, dan data yang memegang fungsi keseluruhan satelit kontrol. Modul ini berdasarkan pada konsep data bagian dari SPOT-4 dan memiliki nilai penting bagi perkembangan kedepannya terutama pada daerah bagian mesin. Modul payload
merupakan instrumen dan payload yang dipakai untuk mendukung bagian sub- sistem tampalan instrumen pengendali, payload penyimpan data, komunikasi pada band X dan K, tenaga pendistribusi, dan struktur pendukung lainnya. Modul ini terdiri dari Payload Carrier (PLC) dan Payload Equipment Bay (PEB). PLC menyajikan tampalan permukaan dengan luas 6.4 x 2.75 m pada instrumen
payload dan kumpulan elektronik. Payload dikhususkan untuk mendukung sistem tampalan pada PEB.
12 Berdasarkan jenis medan pengamatan utama dalam aplikasi, instrumen
payload Envisat dapat digolongkan kedalam empat area :
1. Radar Imagery dilakukan oleh ASAR
2. Pengamatan Samudera, Zona Pantai dan Tanah dilakukan oleh MERIS dan AATSR.
3. Pengukuran Atmosfer dilakukan oleh GOMOS, MIPAS dan SCIAMACHY.
4. Misi Altimetrik dari RA-2 yang didukung oleh MWR, LR dan DORIS. 2.7.2. ASAR (Advanced Synthetic Aperture Radar)
ASAR merupakan salah satu instrumen sensor yang dipakai oleh satelit Envisat dalam menjalankan misinya yang dapat dipakai untuk segala kondisi baik malam maupun siang hari dengan resolusi tinggi. Instrumen ASAR menggunakan antena aktif phased-array dengan sudut datang antara 15 – 45 derajat dan memberikan pengukuran hamburan balik radar terhadap tingkat kekasaran permukaan, stuktur tanah, dan nilai konstanta dielektrik. Selain itu, instrumen ini mampu melakukan berbagai bentuk pengukuran dalam kaitannya dengan geofisika. Data ASAR memberikan sejumlah keuntungan dan kemampuan yang unik jika dibandingkan dengan instrumen pencitra lain. Kemampuan baru yang terpenting dari ASAR mampu menerima gambar obyek dengan sudut datang yang berbeda, polarisasi ganda, dan lebar sapuan yang besar (ESA, 2001b).
Seperti halnya misi satelit Envisat, sensor ini dirancang untuk melengkapi sekaligus menyokong tujuan dan fungsi dari satelit Envisat terhadap lingkungan bumi. ASAR memberikan kontribusi penting dalam memantau perubahan lingkungan permukaan bumi dengan memberikan informasi data berupa karakteristik gelombang laut, luas laut es dan pergerakannya, salju dan luas daerah es, permukaan topografi, permukaan tanah, kelembaban tanah dan tingkat lembaban, penebangan hutan dan luas daerah gundul, dan memantau bencana alam (seperti banjir dan gempa bumi).
Dibandingkan dengan AMI (Active Microwave Instrument) pada ERS-1 dan ERS-2, ASAR memiliki instrumen yang lebih nyata dari sejumlah hasil pengembangan teknologi terbaru. Penggantian pengatur radiator pasif AMI dengan sistem pengatur arah antena aktif dengan menggunakan elemen pengantar
13 menjadikan ASAR lebih unggul. Pemakaian teknologi ini memungkinkan untuk melakukan pemantaua n daerah dalam radius yang lebih jauh yaitu lebih dari 405 km melalui teknologi ScanSAR. Selain itu, terdapat beberapa teknik didalam menyajikan citra dengan kemampuan polarisasi secara vertikal dan horizontal dalam waktu bersamaan.
Ada dua metode prinsip operasi pencitraan ASAR yaitu, metode Stripmap seperti Image Mode dan Wave Mode yang merupakan metode lama, sedangkan untuk metode baru disebut teknik ScanSAR meliputi Wide Swath Mode, Global Monitoring Mode dan Alternating Polarisation Mode. Metode Stripmap adalah metode dimana sensor memiliki kemampuan bebas memilih daerah sapuan yang akan dicitra dengan perubahan sudut datang pancaran dan lebar elevasi pancaran.
Pulse Repetition Frequency (PRF) yang diperoleh berfungsi untuk melihat ada tidaknya kerancua n sinyal dan menghindari terjadinya perubahan titik nadir. Untuk metode ScanSAR prinsipnya membagi waktu proses radar menjadi dua atau lebih sub-swath untuk mendapatkan keseluruhan citra.
1. Image Mode
ASAR beroperasi pada salah satu dari tujuh daerah sapuan yang telah ditentukan dengan menggunakan radiasi polarisasi vertikal atau horizontal. Polarisasi yang dipakai juga sama untuk pemancar dan penerima (HH atau VV).
2. Wave Mode
Menggunakan daerah dan polarisasi yang sama seperti pada Image Mode, tetapi ada lanjutan daerah potongan tidak diteruskan sehingga area yang tercitra sepanjang daerah sapuan berukuran kecil. Operasi yang singkat ini memberikan data berukuran kecil sehingga mudah disimpan dan dapat langsung dikirim ke stasiun bumi.
3. Wide Swath Mode
Menggunakan lima daerah tercitra sekaligus yang telah ditentukan dalam satu luasan sapuan.
4. Global Monitoring Mode
Sama seperti Wide Swath Mode tetapi daerah yang tercitra vqsecara keseluruhan resolusi sapuannya lebih sempit.
14
5. Alternating Polarisation Mode
Penga mbilan gambar dengan cara sebagian menggunakan polarisasi horizontal dan sebagian lagi dengan polarisasi vertikal sehingga membentuk satu kesatuan gambar yang lengkap, dengan demikian dapat meningkatkan kemampuan dalam mengklasifikasi target (khusus jika digunakan bersama dengan gambar yang bersifat multi temporal).
Gambar 2. Ilustrasi Proses Pencitraan ASAR, Envisat.
Pada Image Mode, ASAR mampu mencitra daerah yang relatif lebih sempit sebesar 100 km dalam wilayah pengintaian sejauh ± 485 km dengan resolusi spasial 30 m. Sedangkan untuk Wave Mode, ASAR akan mengukur perubahan yang terjadi pada radar yang dipancar dari permukaan gelombang laut. Spektrum gelombang diekstrak dalam gambar berukuran 5x5 km yang diambil setiap melewati lautan dalam interval 100 km. Untuk Wide Swath Mode dapat diperoleh daerah yang jauh lebih luas sekitar 400 km dengan resolusi spasial lebih rendah dari 150 m. Selain itu pada Alternating Polarisation Mode menghasilkan gambar pada layar dengan polarisasi alternatif selama pengiriman dan penerimaan gambar berlangsung. Resolusi spasial yang dihasilkan setara dengan Image Mode. Terakhir pada Global Monitoring Mode daerah dalam radius 400 km masih bisa digambarkan dengan resolusi spasial 1000 m (ESA, 2001b).
15