geosat-1

(1)

o

olleehh ::

D

Drr.. HHaassaannuuddddiinn ZZ.. AAbbiiddiinn

Jur

Jurususan an TeTeknknikik GeGeodeodesisi Institut Teknologi Bandung Institut Teknologi Bandung Jl

Jl. G. Gananesesha ha 1010,, BaBandndunungg 4401013232 e-mail : hzabidin@gd.itb.ac.id e-mail : hzabidin@gd.itb.ac.id versi Januari 2006 versi Januari 2006

TRANSPARANSI KULIAH

G

D

-

2

1

3

3 .

.

G

e

o

d

e

s

i

S

a

t

e

l

i

t

-

I

(2)

Materi Kuliah

•

• PendahuluanPendahuluan

•

• Sistem KoordinatSistem Koordinat

•

• Sistem WaktuSistem Waktu

•

• SSiisstteemm OOrrbbiitt

•

• Propagasi SinyalPropagasi Sinyal

•

• SiSiststemem dadan n ApAplilikakasisi

-- SLR (SLR (SateSatellillite Late Laser Rser Ranganginging))

-- LLR LLR (Lu(Lunar nar LasLaser er RanRanginging)g)

-- VLVLBI (VBI (Verery Lony Long Basg Baselelininee InInteterfrfereromometetryry))

-- SatSatelelit it AlAltitimemetrtrii

(3)

Materi Kuliah

•

• PendahuluanPendahuluan

•

• Sistem KoordinatSistem Koordinat

•

• Sistem WaktuSistem Waktu

•

• SSiisstteemm OOrrbbiitt

•

• Propagasi SinyalPropagasi Sinyal

•

• SiSiststemem dadan n ApAplilikakasisi

-- SLR (SLR (SateSatellillite Late Laser Rser Ranganginging))

-- LLR LLR (Lu(Lunar nar LasLaser er RanRanginging)g)

-- VLVLBI (VBI (Verery Lony Long Basg Baselelininee InInteterfrfereromometetryry))

-- SatSatelelit it AlAltitimemetrtrii

(4)

Buku Referensi

•

• GEODESI SATELITGEODESI SATELIT

by Hasanuddin Z. Abidin, Pradnya Paramita, Jakarta, 2001 by Hasanuddin Z. Abidin, Pradnya Paramita, Jakarta, 2001 •

• SATELLITE GEODESY, FOUNDATIONS, METHODS,SATELLITE GEODESY, FOUNDATIONS, METHODS,

AND APPLICATIONS,

by Gun

by Gunterter SeeberSeeber, Walter , Walter de Grude Gruyter, Beryter, Berlin, lin, 2003.2003.

•

• GEODESYGEODESY

by Wolfgang Torge, Alter de Gruyter, Berlin, 20 by Wolfgang Torge, Alter de Gruyter, Berlin, 200000 U

UTTAAMMAA ::

T

(5)

(6)

SISTEM PENILAIAN

• Penilaian Nilai Akhir :

- 50 % (UTS + UA) - 50 % Tugas

• Absensi Berpengaruh.

• Tidak Mengumpulkan Satu Tugas

Tidak Lulus

• Nyontek Pada Saat Ujian

(7)

GD

GD--2213

2213

Geodesi

Geodesi Satelit

Satelit -- II

Bagian I

(8)

GEODESI ?

"geo daisia" = "dividing the earth"

geo =

= earth

daisia =

= I divide

1. Termasuk profesi yang palind tua di dunia ini.

2. Secara semantik, berasal dari kata-kata :

γη

(9)

Definisi Geodesi

• Definisi Klasik :

Ilmu tentang pengukuran dan pemetaan permukaan Bumi.

(Helmert, 1880)

• Definisi Modern :

Disiplin ilmu yang mempelajari tentang pengukuran dan perepresentasian dari Bumi dan benda-benda langit

lainnya, termasuk medan gaya beratnya masing-masing, dalam ruang tiga dimensi yang berubah dengan waktu.

(International Association of Geodesy)

(10)

Definisi Geodesi

(

OSU, 2001

)

GEODESI adalah bidang ilmu inter-disiplin yang menggunakan pengukuran-pengukuran pada permukaan Bumi serta dari wahana pesawat dan

wahana angkasa untuk

• mempelajari bentuk dan ukuran dari Bumi, planet-planet dan satelitnya, serta perubahan-perubahannya;

• menentukan secara teliti posisi serta kecepatan dari titik-titik ataupun obyek-obyek pada permukaan Bumi atau yang mengorbit Bumi dan planet-planet dalam suatu sistem referensi tertentu; serta

• mengaplikasikan pengetahuan tersebut untuk berbagai aplikasi ilmiah dan rekayasa dengan menggunakan

(11)



Penentuan Posisi



Penentuan Medan

Gaya Berat



Variasi Temporal

dari Posisi dan

Medan Gaya Berat

(12)

Ruang Lingkup

Ruang Lingkup GEODESI

GEODESI

Pengumpulan Data

Pengolahan dan Manipulasi Data

Perepresentasian Data & Informasi

Pemanfaatan

Peta & Sistem Informasi



Darat



Laut



Udara



Angkasa

TEORITIS

PRAKTIS

Geomatika Hasanuddin Z. Abidin 2004

(13)



Geodesi GEOMETRIK



Geodesi FISIK



Geodesi MATEMATIK



Geodesi DINAMIK



Geodesi SATELIT



Geodesi KELAUTAN



Geodesi GEOFISIK



Dan seterusnya

Pembagian

Konvensional

Hasanuddin Z. Abidin, 1995

Sub-Disiplin GEODESI

(14)

GEODESI SATELIT

 Geodesi Satelit adalah bidang ilmu geodesi yang

menggunakan bantuan satelit (alam ataupun buatan manusia) untuk menyelesaikan problem-problem

geodesi.

 Geodesi Satelit meliputi teknik-teknik pengamatan

dan perhitungan yang digunakan untuk memecahkan problem-problem geodesi dengang menggunakan

pengukuran-pengukuran yang teliti ke, dari, dan antara

satelit buatan yang umumnya dekat dengan permukaan bumi [Seeber, 1993].

(15)

Sistem Koordinat Sistem Waktu

Teori Orbit

Sinyal & Propagasi

Aplikasi Pengolahan Data Sistem Pengamatan dan Pengukuran Dinamika Satelit

GEODESI

SATELIT

(16)

Peran dan Fungsi Satelit (1)

 Sebagai target atau

wahana pengukur

- Bersifat geometrik - METODE GEOMETRIK

dari GEODESI SATELIT

 Sebagai sensor atau probe

dari medan gaya berat bumi

- Bersifat dinamik - METODE DINAMIK

dari GEODESI SATELIT

(17)

Peran dan Fungsi Satelit (2)

METODE DINAMIK

METODE GEOMETRIK

(18)

KEUNTUNGAN PENGGUNAAN SATELIT

DIBANDINGKAN METODE TERESTRIS, PENGGUNAAN SATELIT MEMPUNYAI BEBERAPA KEUNTUNGAN :

 Wilayah cakupannya relatif lebih luas.  Dapat mengamati/mengukur parameter

yang lebih banyak dan lebih beragam.

 Dapat mengamati lebih baik dinamika suatu fenomena.  Operasionalisasinya bersifat lebih kontinyu.

 Memberikan nilai dan ketelitian parameter dalam suatu

sistem yang umumnya terdefinisi secara baik dan jelas (sistem koordinat global, tiga-dimensi, dan homogen).

 Relatif lebih tidak dipengaruhi oleh cuaca, kondisi

(19)

20.000 km Satelit GPS SatelitGPS Satu titik di balik gunung Receiver

KEUNTUNGAN

PENGGUNAAN

SATELIT

Cakupan satelit yang relatif luas

Relatif tidak dibatasi oleh topografi di antara titik

(20)

VLBI SLR GPS 1 10 100 1000 10000 0 10 20 30 40 Terestris TRANSIT Doppler INS = Inertial Navigation System INS

Jarak antar titik (km)

K e t e l i t i a n r e l a t i f j a r a k a n t a r t i t i k ( d a l a m c m )

KEUNTUNGAN PENGGUNAAN SATELIT

(21)

PROBLEM DASAR GEODESI SATELIT

 Penentuan posisi 3D yang teliti

secara global, regional, maupun lokal.

 Penentuan medan gaya berat bumi

dan fungsi-fungsi linearnya (seperti geoid yang teliti).

 Pengukuran dan pemodelan

dari fenomena geodinamika,

seperti pergerakan kutub, rotasi bumi, dan deformasi kerak bumi.

(22)

METODE PENGAMATAN GEODESI SATELIT

• BUMI ke ANGKASA

. Satellite photography

. (Satellite/Lunar) Laser Ranging . Satelit Navigasi (Doppler, GPS, Glonass) • ANGKASA ke BUMI . Satelit altimetri . Spaceborne laser . Satelit gradiometri • ANGKASA ke ANGKASA . Satellite-to-satellite tracking (SST) Hasanuddin Z. Abidin, 1995

(23)

METODE PENGAMATAN GEODESI SATELIT

Bulan Quasar Bintang Satelit GPS Satelit SLR Satelit Doppler Satelit Fotografi Satelit TRANSIT (Doppler) SLR GPS LLR VLBI Astronomi Geodesi BUMI Hasanuddin Z. Abidin, 1995

(24)

OPERASIONALISASI SISTEM GEODESI SATELIT

SISTEM 1884 2004 Astronomi Geodesi Satelit Fotografi 1957 1964 SLR 1964 LLR 1969 VLBI 1965 Satelit Altimetri ₁₉₇₃ Satelit Navigasi ₁₉₆₄ PERIODE OPERASIONAL

(25)

PARAMETER UTAMA YANG DIBERIKAN

OLEH SISTEM GEODESI SATELIT

No. Parameter utama yang

diberikan Sistem

1 Posisi (absolut dan relatif)

serta variasi spasial dan temporalnya

Satelit Fotografi, SLR, LLR, VLBI, Spaceborne laser , Satelit Navigasi

2 Gaya berat serta variasi

spasial dan temporalnya.

Satelit Gradiometri,

Satellite-Satellite-Tracking (SST)

3 Karakteristik muka laut

serta variasi spasial dan temporalnya

Satelit Altimetri

(26)

PERKEMBANGAN GEODESI SATELIT

 Periode 1958 - 1970

Pembangunan metode-metode dasar untuk pengamatan satelit, dan untuk perhitungan dan analisa dari orbit satelit.

 Periode 1970 - 1980

Masa dari proyek-proyek ilmiah  Periode 1980 - 1993

Masa dari aplikasi teknik-teknik satelit dalam bidang geodesi, geodinamika, dan surveying.

 Periode 1993 – sekarang.

Masa pemanfaatan yang meluas dan intensif dari sistem-sistem satelit navigasi, altimetri, dan inderaja.

(27)

Periode 1958 - 1970

• Periode ini dapat dianggap sebagai periode pembangunan metode-metode dasar untuk pengamatan satelit, dan untuk perhitungan dan analisa dari orbit satelit.

• Yang perlu dicatat dalam periode ini adalah pembangunan dan pemanfaatan metode fotografi satelit, penentuan koeffisien harmonik utama dari geopotential, serta publikasi dari model-model bumi pertama, yaitu SAO-SE I sampai SAO-SE III dan GEM.

• Periode ini juga ditandai dengan peluncuran satelit pertama yang membawa reflektor laser di tahun 1964, sehingga memulai era sistem SLR.

• Disamping itu sejak 1965, sistem VLBI juga mulai menjadi salah satu teknik standar yang digunakan untuk aplikasi geodetik.

• Sistem satelit navigasi TRANSIT (Doppler) dinyatakan operasional pada tahun 1964; dan pada tahun 1969 dengan ditempatkannya suatu kelompok reflektor di permukaan Bulan oleh misi Apollo 11, era metode LLR juga dimulai.

(28)

1958: peluncuran satelit EXPLORER-1 dan Vanguard-I

1958: parameter penggepengan Bumi ditentukan dari penjejakan satelit dengan metode satelit fotografi (f = 1/298.3)

1959: pembuktian bahwa Bumi berbentuk "pear-shape"

dari analisa orbit satelit Vanguard yang dijejak dengan metode satelit fotografi.

1960: peluncuran satelit TRANSIT-1B, 1960: peluncuran satelit ECHO-1,

1962: peluncuran satelit ANNA-1B,

1962: koneksi Perancis dengan Aljazair secara geodetik.

1964: koneksi antara beberapa datum geodetik yang penting dengan tingkat ketelitian sekitar 50 m.

1964: peluncuran satelit pertama yang dilengkapi dengan reflektor laser, yaitu satelit BEACON-Explorer B

1964: sistem satelit navigasi TRANSIT operasional untuk militer. 1967: sistem satelit navigasi TRANSIT operasional untuk pihak sipil. 1969: Misi Apollo 11 menempatkan suatu kelompok reflektor

di permukaan Bulan.

(29)

• Periode ini adalah periode pelaksanaan dari proyek-proyek ilmiah geodesi satelit.

• Pada periode ini teknik-teknik pengamatan baru dikembangkan atau dipercanggih, seperti SLR, LLR (Lunar Laser Ranging) dan Satelit Altimetri.

• Metode satelit altimetri mulai berkembang sejak diluncurkannya satelit-satelit yang membawa radar altimeter, yaitu Skylab (1973) dan GEOS-3 (1975).

• Disamping itu periode ini juga ditandai dengan

maraknya penggunaan sistem satelit TRANSIT untuk survey geodetik, serta penyempurnaan model-model bumi.

(30)

1970: publikasi peta gayaberat global Bumi berorder 16 serta hubungannya dengan tektonik lempeng,

1972: publikasi dari GEM (Goddard Earth Model) yang berketelitian sampai derajat dan order 12,

1972: peluncuran satelit inderaja yang pertama LANDSAT-1,

1973: peluncuran satelit altimetri Skylab,

1975: peluncuran satelit laser ranging STARLETTE, 1975: peluncuran satelit altimetri GEOS-3,

1976: penentuan geoid laut dari analisa data satelit altimetri,

1976: peluncuran satelit laser ranging LAGEOS-1,

1978: peluncuran satelit navigasi GPS yang pertama.

(31)

Periode 1980 - 1993

Periode ini adalah masa dari aplikasi teknik-teknik satelit dalam bidang

geodesi, geodinamika, dan surveying. Disamping itu metode satelit GPS

untuk survey dan pemetaan juga

mulai banyak dimanfaatkan ketimbang metode-metode terestris.

1982: peluncuran satelit navigasi GLONASS pertama. 1986: peluncuran satelit inderaja SPOT-1,

1991: peluncuran satelit inderaja ERS-1,

1992: peluncuran satelit altimetri TOPEX/POSEIDON, 1992: peluncuran satelit inderaja JERS-1.

(32)

Periode 1993 - 2000

1995: peluncuran satelit inderaja RADARSAT-1, 1996: peluncuran satelit inderaja ADEOS-1,

1999: peluncuran satelit inderaja inderaja teliti IKONOS.

Pemanfaatan yang meluas dan intensif dari

sistem-sistem satelit navigasi, altimetri, dan inderaja (remote sensing) seperti GPS, Topex/Poseidon, IKONOS,

(33)

APLIKASI GEODESI SATELIT

(Geodesi Global)



Penentuan model dari Bumi, termasuk

dimensi dari ellipsoid referensi nya.



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)

(34)

APLIKASI GEODESI SATELIT

(Studi Geodinamika)

 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 bumi (earth rotation).

 Penentuan parameter-parameters dari pasang

surut bumi (solid earth tides).

(35)

APLIKASI GEODESI SATELIT

(Kontrol Geodetik)

 Pengadaan kerangka dasar 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 antar pulau.

 Densifikasi dan ekstensifikasi dari jaringan titik kontrol.

(36)

Jaring Titik Kontrol Dasar Nasional

SEMUA DITENTUKAN DENGAN SISTEM SATELIT GPS

 Jaring Stasiun Tetap GPS (BAKO)  Kerangka Dasar Orde-0 (BAKO)

- puluhan titik, ibukota propinsi + kota-kota besar.

 Kerangka Dasar Orde-1 (BAKO)

- ratusan titik, ibukota kabupaten/kota + kota-kota.

 Kerangka Dasar Orde-2 (BPN)

- Interval sekitar 10 km, seluruh Indonesia di luar hutan.

 Kerangka Dasar Orde-3 (BPN)

- Interval 1-2 km, seluruh Indonesia di luar hutan.

(37)

APLIKASI GEODESI SATELIT

(Navigasi & Geodesi Kelautan)

• Navigasi, baik untuk wahana darat, laut,

udara, maupun angkasa.

• Penentuan posisi untuk keperluan survei

pemetaan laut (hidrografi, oseanografi, geologi kelautan, geofisika kelautan, eksplorasi, eksploitasi, dll).

• Pengkoneksian antar stasion pasut (unifikasi

datum tinggi).

• Penentuan SST (Sea Surface Topography). • Penentuan pola arus dan gelombang.