MULTIBEAM SONAR/ECHOSOUNDERS SYSTEM (SIMRAD EM 1000)

(1)

MULTIBEAM SONAR/ECHOSOUNDERS SYSTEM

(SIMRAD EM 1000)

SK RIPS!

Diserahkan kepada Jurusan Teknik Geodesi Fakutas Teknik Sipil dan Perencanaan

Institut Teknologi Bandung

Oleh :

DIKDIK NUR ZATNA

151 91 010

Sebagai salah satu syarat untuk menyelesaikan Program Pendidikan Teknik Strata Pertama

Bidang Teknik Geodesi

JURUSAN TEKNIK GEODESIC

FAKULTAS TEKNIK SIPIL DAN PERENCANAAN INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG

(2)

(3)

ABSTRACT

in order to seabed mapping, Multibeam SonarfEchosounders are rapidly

come into general use as complement of the Singlebeam Echosounders

which have been available for this several decades.

Multibeam

Sonar/Echosounders give a much higher pointing depth sampling density

than Singlebeam Echosounders and allowing a large sounding of line

`pacing, thus thats all factors significantly decrease required survey time

and cost.

This paper discusses EM 1000 Multibeam Sonar/Echosounder Systems

member of Norway SIMRAD's , which describes on : theoretical sonar

systems and underwater acoustics used for apkcation of Oceanics

sciences, basic concept muliibeam sonar/echosounder, operational

principles, and description ofEM 1000 systems unit

(4)

INTI SARI

t•ntuk pemetaan dasar laut, Sistem Echosounder berkas banyak akan lebih

senng digunakan di masa mendatang, sebagai pelengkap dari Singlebeam

Echosounder yang telah banyak digunakan pada beberapa dekade mi.

Multibeam

sonar/Echosounder

memberikan

kerapatan

titik-titik

kedalaman yang lebih tinggi dibanding Singlebeam Echosounder,

angkauan spasi lajur pemeruman yang lebih jauh , dimana semua faktor

:ersebut tentunya dapat menunuikan waktu dan biaya survei.

Skripsi ini membahas EM 1000 Multibeam Senar/cEchosounder Systems

buatan perusahaan SIMRAD Norwegia, dengan kajian :

sistem

sonar dan

akustik bawah air sebagai landasan

teoritik

untuk aplikasi ilmu-ihnu

kelaulan, konsep dasar multibeam sonar/echosounder, prinsip-prinsip

operasionab dan deskripsi

unit sistem

EM 1000.

(5)

T.A PENGANTAR in RA(T iv : {F'I'AR ISI v : \FI•AR GAMBAR ix : AI-TAR TABEL xi i

{I "1'AR SKEMA xii'

)AFTAR FOTO xiv

._ APAN TER \IA KASIH xv

:s AB 1 PENDAHULLTAN 1

1.1 Sejarah Perkembangan 3

1.2 Keberadaan Multibeam Sonar/Echosounder System 6

1.3 Maksud dan Tujuan 7

1.4 Perumusan Masalah 7

1.4.1 Pokok Kajian 7

1.4.2 Batasan Masalah 8

1.4.3 Manfaat Kajian 8

1.5 Metodologi Pembahasan Masalah 9

1.5.1 Model Pembahasan SecaraSkematik 9

1.5.2 Sistematika Pembahasan 9

1.6 Sumber Data dan Bahan Penulisan 10

BAB II LIASAR '1'EORI 11

2.1 Perincian Desain Sonar (Sonar Design Details) 11

2.1.1 Bentuk dan durasi pulsa sonar 11

(6)

2.1.3 Frekwensi 13

2.1.4 Resolusi Sonar 15

2.1.4.1 Resolusi jarak (Rangeacrosstrack resolution) 15 2.1.4.2 Resolusi transversal (transversal/alongtrack resolution) 16 2.2 Pengertian Akustik Bawah Air 17 2.2.1 Cepat rambat gelombang akr'stik di dalam medium air laut 18 2.2.2 Penentuan harga cepat rambat akustik pada kedalaman tertentu 18

2.2.2.1 Pengamatan langsung dengan sound velocimeter 19

2.2.2.2 Pengamatan kondisi fisik air laut 19

2.2.3 Pemantulan gelombang akustik 20

2.2.4Pembelokkan lintasan gelombang akustik (raybending) 20

2.3 Persarnaan Sonar 22

2.4 Prinsip Dasar Multibeam 24

2.5 Sistem Koordinat Kapal 27

2.6Pergerakan Rotasi (Pitch, Roll) dan Gerakan naik tunm

kapal (Heave) 28

2.7Kalibrasi survei 29

2.7.1 Kalibrasi Roll 29

2.7.2 Kalibrasi profil cepat rambat akustik 32

2.7.3 Kalibrasi Pitch 34

2.7.4 Kalibrasi Gyro 36

2.8Reduksi Kedalanran 39

2.9Transformasi sistem koordinat siku-siku transduser

ke sistem koordinat siku-siku kapal akibat pengaruh rotasi (pitch,roll) dan translasi (offset antena receiver) 40 2.10 Keberadaan Sistem Multibeam SonarfEchosounder di dunia dan

aplikasinya ₄₆

(7)

B- ; III SINIRAD EM 1000 52 3.1 Tinjanan Umurn SIMRAD EM 1000 52 3 2 Mode Operasional SIMRAD EM 1000 52

3.2.1 Shallow mode 52

3.2.2 Medium mode 53

3.2.3 Deep mode 53

3.2.4 Embankment mode 55

3.3 Unit Utania Sistem EM 1000 59

3.3.1 Transduser 59

3.3.1.1 Pemasangan transduser 60 3.3.1.2 Perlindungan transduser 61

3.3.1.3 Unit Hull 61

3.3.2 Unit Transceiver 63

3.3.3 Unit Detektor Dasar Laut 66

3.3A Unit Operator 65

3.15 Unit Quality Assurance 67

3.4 Operasional EM 1000 69

3.4.1 Inisialisasi sistem 69

3.4.1.1 Offset posisi transduser 70

3.4.1.2 Kalibrasi survei 70 3.4.1.3 Penunjuk waktu 70 3.4.1.4 Start Echosounder 71 3.4.2 Menu EM 1000 71 3.4.2.1 Transmit Mode 71 3.4.2.2 Deskripsi menu EM 1000 72 3.5 Tinjauan perangkat lunak NEPTUNE 74 3.5.1 Modal perangkat lunak NEPTUNE 74 3.5.2 Skema pengolahan data perangkat lunak NEPTUNE. 77

(8)

BAB IV PENUTUP 78

4.1 Ringkasan 78

4.2 Kesimpulan clan kontr•ibusi penulis (dalani bentuk saran) 80

DAFTAR PUSTAKA

(9)

DAFTAR GA MBAR

BAB II SISTEM SONAR DAN AKUS'17K BAWAH AIR

Gambar 2.1 Bentuk dan Durasi Pulsa 12

Gambar 2.2 Diagram Pola penyebaran Intensitas akustik 13

Gambar 2.3 Sudut datang dan Panjang pulsa 16

Gambar 2.4 Pengaruh jarak terhadap Resolusi Transversal 17 Gambar 2.5.a Model pembelokkan lintasan akustik 20 2.5 b Model pembelokkan lintasan akustik pada Multibeam 21

Gambar 2.6 Geometri Pancaran Multibeam 25

Gambar 2.7 Model geometri pendekatan kedalaman 26

Gambar 2.8 Sistem Koordinat kapal 27

Gambar 2.9 Pergerakan kapal pada sumbu x dan y (Roll, dan Pitch) 28

Gambar 2.10 Pengaruh pergerakan roll 28

Gambar 2.11 Pengaruh pergerakan pitch 29

Gambar 2.12 Pengaruh Heave 29

Gambar 2.13 Tampak samping lajur survei (Kalibrasi Roll) 30

Gambar 2.14 Tampak atas (Kalibrasi Roll) 31

Gambar 2.15 Kalibrasi Roll, Profil melintang sebelum dihimpitkan

(NEPTUNE) 31

Gambar 2.16 Kalibrasi Roll, Profil melintang setelah dihimpitkan (NEPTUNE)

Gambar 2.17a Kalibrasi Cepat rambat akustik 32

2.17 b Model pendekatan penampaag dasar laut pada kalibrasi

profil cepat rambat alcustik 32

Gambar 2.18 Kalibrasi Pitch 35

Gambar 2.19 Kalibrasi Pitch, Profil melintang sebelum dihimpitkan

(10)

Gambar 2.20 Kalibrasi Pitch, Profit melintang setelah dihimpitkan

(NEPTUNE) 36

Gambar 2.21 Kalibrasi Gyro 38

Gambar 2.22 Offset antena Receiver 40 Gambar 2.23 Geometri Translasi dan Rotasi 41 Gambar 2.24 Transfnrmasi akibat gerakan Pitch 42 Gambar 2.25 Transformasi akibat gerakan Roll 43

BAB III S1MRAD EM 1000

Gambar 3.1 Geometri pancaran 190`' 56 Gambar 3.2 Geometri pancaran Multibeam 57

Gambar 3.3 Transduser EM 1000 60

Gambar 3.4 Unit Hull EM 1000 61

Gambar 3.5 Tampilan Unit Detektor Dasar Laut 67 Gambar 3.6.a Contoh tampilan Unit Quality Assurance 68 Gambar 3.6.b Unit Remote Control 69

Gambar 3.7 Menu EM 1000 71

Gambar 3.8 Contoh tampilan pada Unit Operator 73 Gambar 3.9 Tampilan NEPTUNE "Survey Control Window' 75 Gambar 3.10 Contoh Tampilan Binstat 76

(11)

DAFTAR TABEL

BAB II SISTEM SONAR DAN AKUS I1K BAWAH AIR

Tabel 1 Pembagian fi-ekwensi pulsa berdasarkan kemampuan penetrasinya (secara pendekatan),

[Sumber : Mazel, Charles, Sidescan Sonar Tranming Manual] 14 Tabel 2 Besarnya perubahan harga cepat combat akustik (secara pendekatan)

[Sumber : `Principles Underwater of Sound, J. Urick ] 18

Tabel 3 Kode parameter sonar 23

Tabel 4 Spesifikai SaBeam 1075 46

Tabel 5 Inrplementasi pemasangan Multibeam sonar dari SeaBeam 47 Tabel 6 Karakteristik Multibeam Atlas Fansweep 48 Tabel 7 Implementasi pemasangan Multibeam dari SIMRAD 49

BAB III SIMRAD EM 1000

Tabel 8 Mode Operasional EM 1000 55

Tabel 9 Deskripsi Menu EM 1000 72

BAB IV PENUTUP

Tabel 10 Spesifikasi Utama Sistem EM 1000 79

Tabel 1 lKeung ulan teknologi Multibeam 80

Tabel 12 Perbandingan jarak tempuh pemeruman Multibeam dari SIMRAD

[Pohner, 1991] 83

Tabel 13Perbandingan spasi perum Multibeam dari SIMRAD

dengan Sin lebeam [Pohner, 1991] 83

(12)

(13)

BAB N

PENUTUP

4.1 Ringkasan

EM 1000 merupakan teknologi Multibeam Sonar/Echosounder System untuk pemetaan laut dari kedalaman 3 _{sampai 1000 m dibawah transduser, dengan frekwensi yang}

digunakan 95 kHz. Lebar jangkauan (swath coverage) tergantung dari kedalaman yang dapat dicapai. Transduser yang digunakan merupakan susunan dari beberapa stave (saluran pancar terima) yang dikonfigurasikan seperti matriks (arr_{ay). Jumlah stave}

seluruhnya sebanyak 128. _{Jumlah stave yang bekerja tergantung dari mode operasional} yang dijalankan [Lihat3.2Mode Operasional ].

Tiap-tiap stave akan memancarkan beam secara simultan . Pola Geometri berkas pancaran yang dibentuk dari gabungan tiap-tiap pancaran stave menyerupai kipas. Sudut cakupan horisontal dari berkas pancaran yang ditransmisikan oleh gabungan stave tranvceiver beam berkisar antara 60° sampai 190°. [Lihat 3.2 Mode operasional].

Sedangkan berkas sudut pancaran yang ditransmisikan oleh tiap stave untuk arah depan-belakang (fore and aft) sebesar3.3°. [Lihat 3.3.1 Transduser]

(14)

DAFTAR PUSTAKA

Abidin, H Z. (1994) : Pemetaan laut Indonesia : Beberapa Aspek dan Permasalahannya, Karya ilmiah.

Dikdik, N Z. (1995) : Pengolahan Data Bathimetri dan Sidescan Sonar (Kasus

Jelita-IDaerah Konsesi Maxus Southeast Sumatra Lokasi Pengeboran Min yak Lepas

Pantai Laut Jawa), Laporan Keyja Praktek, jurusan Teknik Geodesi fl'B, Bandung.

Hammerstad-Pohner. (1991) : Ultra Wide Swath Deep Sea Interferometric Multi beam

Echo sounder with Sea Bottom Imaging System, journal SIMRAD Subsea A/S,

Horten, Norway.

Ingham, A E. (1975) : Sea Surveying, John Willey and Sons Ltd., New York.

Mazel, Charles. (1985) : Sidescan Sonar Trainning Manual , Klein Associate.

Medwin and Clay (1977) : Acoustical Oceanografr, John Wiley and Son, New York.

Pohner. (1991) : Advanced Techniques for Bathimetrics Surveys. Aplication for

Submarine Cable Route, Paper presented at Suboptic, Versailles.

Toncia, H. (1994) : Evaluation A Deep Water Wide Swath Echosounder, journal.

Urick, Robert J. (1976) : Principles of Underwater Sound, Mc Graw Hill Inc, Amerika Serikat.

Yunus, Muhammad.(1989) : Prinsip Penentuan Posisi Akustik Bawah Air, skripsi

jurusan Teknik Geodesi-fl'B.

- (1995) : Sea Beam 1075 Hydrographic Surveys Systems with sidescan,

Sea Beam Instrument Inc, Washington.

- (1994) : Brosur Oceanic Multibeam Bathimetric Cap_ability,

(15)

- - - , (1995) : DIGITAL RESOURCES MAPPLNG

DESCRIPTION IM 4D EM 950, EM 12, EM

Norway Mapping.

(1995) : MANUAL OPERATION '