Analisis Penentuan Posisi GPS BAKO Dikaitkan
dengan Adanya Perubahan Ionosfer yang
Dihitung Berdasarkan TEC GISTM Pontianak
DESSI MARLIA
Jurusan Teknik Geodesi – Institut Teknologi Nasional
Email : dessi.marlia@gmail.com
ABSTRAK
Propagasi sinyal GPS dipengaruhi oleh Total Electron Content (TEC) pada ionosfer, dimana ionosfer dipengaruhi oleh aktivitas matahari. Tujuan penelitian ini adalah menganalisis perubahan aktivitas maksimum mataharidan dampaknya terhadap ionosfer dan melihat ketelitian pengukuran posisi GPS. Pengamatan TEC dilakukan menggunakan penerima GPS yaitu GISTMPontianak(-0.06° LS dan 109.4° BT) pada kondisi ionosfer tenang dan terganggu akibat adanya flare dan CME yang mengakibatkan badai geomagnetik dan data GPS BAKO yang merupakan hasil pengamatan di stasiun Cibinong. Hasil dan analisis menggunakan metode statistika sederhana. Badai geomagnetik yang terjadi pada tanggal 9 Maret 2012 pada jam 09.00 UT, dengan indeks Dst -133 nTmenunjukkan terjadi peningkatan nilai VTEC harian sebesar 70 TECU. Badai geomagnetik yang terjadi pada tanggal 24 April 2012, dengan indeks Dst -107 nT pada jam 05.00 UTmenunjukkan peningkatan nilai VTEC harian sebesar 69 TECU. Hasil pengamatan dengan menggunakan GPS frekuensi ganda yaitu GPS BAKO Cibinong menunjukkan kesalahan posisi 2-3 kali lebih besar dibandingkan pada saat tidak terjadi badai geomagnetik.
Kata kunci: GPS, ionosfer, TEC, badai geomagnetik, flare, CME. ABSTRACT
Propagation GPS signals influenced by Total Electron Content (TEC) in the ionosphere, where the ionosphere influenced by solar activity.The purpose of this research was to analyze the changes of the maximum solar activity and their impact to the ionosphere and see GPS position measurement of accuracy. TEC observations madeusing GPS receiver is GISTM Pontianak (-0.06 °LS and 109.4 ° BT) inthe quiet and disturb ionospheric conditions due to the flare and CME cause geomagnetic storms and GPS BAKO data which is the result on observation Cibinong station. Geomagnetic storm occurance on 9 march 2012 at 09.00 UT with Dst index -133 nT. The results and analysis using a simple statistical method, showing increasing of daily VTEC values on 9 march 2012 up to 70 TECU. Geomagnetic storm occurance on 24 april 2012 with Dst index -107 nT at 05.00 UT showing increasing of daily VTEC values on 24 april 2012 up to 69 TECU. The result on observation by using a dual frequency GPS BAKO Cibinong showing the error position 2-3 times greater than when geomagnetic storm does not occur.
Reka Geomatika – 41
1. PENDAHULUAN
Ionosfer adalah bagian dari atsmosfer atas (100 km diatas permukaan bumi terdiri dari elektron–elektron yang dapat mempengaruhi propagasi gelombang elektromagnetik. Ionosfer mempengaruhi gelombang elektromagnetik yang menjalar melalui lapisan tersebut berupa tambahan waktu tunda propagasi [Muslim, 2009]. Ionosfer mempengaruhi propagasi sinyal kode GPS berupa waktu tempuh penjalaran yang besarnya bergantung pada proses penjalarannya yang besarnya bergantung pada Total Electron Content (TEC) di ionosfer dan frekuensi sinyal GPS.Gangguan ionosfer terhadap GPS disifatkan dengan TEC. TEC adalah jumlah kandungan elektron total dalam suatu silinder berpenampang 1 meter persegi yang panjangnya sama dengan jarak dari satelit ke penerima GPS dengan satuan (1 TECU sama dengan 1016el/m2) Dalam kondisi normal pengaruh ionosfer pada sinyal GPS berkisarantara
beberapa meter sampai beberapa puluh meter.
Aktivitas matahari adalah sumber utama dari perubahan kondisi cuaca antariksa. Perubahan aktivitas matahari menunjukkan adanya siklus 11 tahun. Pada siklus maksimum, evolusi bintik matahari (SSN, sunspot number) meningkat dengan diikuti adanya badai matahari dengan ditandai terjadinya flare dan CME.Flare adalah ledakan di matahari akibat terbukanya salah satu loop medan magnet di matahari selain melepaskan partikel berenergi tinggi, flare juga memancarkan radiasi gelombang elektromagnet seperti Sinar X dan Sinar Gamma.Badai Matahari terbentuk karena terjadinya gejolak di atmosfer matahari yang dipicu terbentuknya bintik hitam (sunspot). Kondisi tersebut memicu solar flare dan CME atau terlontarnya materi matahari yang juga mencapai bumi. Partikel-partikel berkecepatan tinggi dalam jumlah besar yang sampai ke magnetosfer bumi menghasilkan badai geomagnetik. Badai geomagnetik yang ditandai dengan indeks gangguan Dst (Disturbance Storm Time index)
turun melebihi -100 nanoTesla akan mendorong penetrasi medan listrik ke dalam ionosfer lintang rendah equatorial dan indeks Kp.Indeks Dst adalah ukuran dari aktivitas geomagnet yang digunakan untuk mengukur besarnya badai geomagnet. selain indeks Dst untuk mengukur kekuatan badai geomagnetik dapat ditentukan pula dengan indeks Kp. Indeks Kp global diperoleh sebagai nilai rata-rata tingkat gangguan di dua komponen bidang horisontal, diamati pada 13 stasiun subauroral. Nama Kp berasal dari "planetarische Kennziffer" (= indeks planet).Tingkat gangguan lokal ditentukan dengan mengukur rentang (perbedaan antara nilai tertinggi dan terendah) selama interval waktu tiga jam untuk komponen yang paling terganggu bidang horisontal magnetik
.
Aspek terpenting saat siklus maksimum matahari adalah rerata peningkatan ultra violet. Peningkatan ultra violet berdampak langsung pada proses ionisasi dan pemanasan termosfer dimana kerapatan ionosfer akan dipengaruhi saat aktivitas maksimum matahari, sehingga sinyal GPS akan sangat dipengaruhi oleh saat aktivitas matahari maksimum.
Masalah yaitu seberapa besar perubahan TEC pada saat terjadi flare dan CME dan bagaimana variasi TEC sebelum dan sesudah adanya gangguan dari matahari.Tujuan penelitian ini adalah menganalisis perubahan aktivitas maksimum matahari periode 2012 dan dampaknya terhadap ionosfer dari pengamatan TEC menggunakan penerima GPS yaitu GISTM Pontianak ( -0.06° LS dan 109.4° BT ) pada kondisi ionosfer tenang dan terganggu akibat adanya flare dan CME yang mengakibatkan badai geomagnetik dan dampaknya terhadap pengukuran GPS dilakukan dengan menggunakan data GPS stasiun tetap Cibinong untuk melihat ketelitianpengukuran posisi.
2. METODOLOGI PENELITIAN
Data yang digunakan dalam penelitian ini adalah data TECmenggunakanGISTMyang menangkap sinyal frekuensi ganda dari satelit GPS dan secara kontinu akan merekam dua sinyal pseudo-range ( 2) dan fasa
distasiun pontianak (-0.06°LS dan 109.4° BT). GISTM yang digunakan adalah tipe gsv4004b yang secara langsung mengukur TEC dari sinyal L1 dan L2, dan P1 dan P2 dengan sampling 1 menitan. TEC dihitung dengan menggunakan rumus metoda kombinasi antara pengukuran fasa (L) dan pseudo-range (P) tang merupakan TECmiring (STEC) dan secara matematis ditulis sebagai berikut[GSV 4004B.2007] :
STEC = [9.483*(( PL2 - PL1-bc/a-p) + TEC RX +TECcal ] TEC Unit (1)
di mana
PL2 dan PL1 adalah pseudo-range (meter) sinyal L2 - L1
bc/a-p adalah bias transisi sinyal C/A ke P ( dikonversi ke dalam meter dan dapat diunduh di university
of Berne ). TEC RX adalah besarnya TEC yang ditimbulkan dari bias penerima yaitu tunda
L1/L2. TECcal adalah TEC kalibrasi offset penerima.Hasil persamaan (1) dikonversi untuk
mendapatkan VTEC dengan menggunakan model pendekatan yang disebut model lapisan ionosfer tipis. Dimana yang menganggap ionosfer berada pada ketinggian 350 km (Klobuchar,J.1986), yaitu dengan persamaan (2) dibawah ini [Abidin, 2007]:
Vertical TEC (VTEC) = STEC × Cos [arc sin(Recosθ)/(Re+hmax)] (2)
dimanaRe= 6378 km, hmax=350 km, θ= Sudut kemiringan/elevasi sinyal satelit terhadap
penerima di bumi. Kemudian Data yang digunakan untuk analisis adalah data dengan lock-time lebih dari 240 detik karena waktu tersebut diperlukan untuk detrending filter lolos atas asa sinyal pembawa saat akan memulai kembali penguncian dan mengambil data dengan sudut elevasi ( cut off ) > 35°, dan sudut zenith 55° [GSV 4004B.2007].
Untuk data pengamatan matahari yang digunakan yaitu data kejadian flareberdasarkan kelas nya (C,M,X ) bulan Maret – April tahun 2012, bisa diunduh dilamanSWPC(Space Weather Prediction Center), dan data kemunculan CME bulan Maret- April 2012 bisa diunduh dari lamanCDAW(Coordinated data Analysis Workshop)[Gopalswamy,2009]. Data Geomagnetik yang digunakan dalam penelitian ini adalah Indeks Dst dan Indeks Kp bulan Maret- April 2012 yang bisa diunduh dilaman di WDC(World Data Center)[Gopalswamy, 2009] Untuk melihat ketelitian pengukuran posisi saat terjadi badai geomagnetik digunakan data GPS BAKO, stasiun tetap Cibinong – Bakosurtanal bulan Maret dan April tahun 2012,yang dapat diunduh dari laman SOPAC (Scripps Orbit and Permanent Array Center).Data yang akan dianalisis adalah data pengamatan bulan Maret dan April tahun 2012 dengan menggunakan metode statistika sederhana.
Reka Geomatika – 43 Data TEC GISTM
Pontianak
Ekstrak Data TEC 1. Konversi STEC Ke VTEC
2. VTEC 15 menitan Grafik Indikasi Adanya Perubahan Ionosfer Data GPS Bako Stasiun Cibinong
Post Processing Data Obs- Nav dengan Software RTKLIB
Grafik Kesalahan Posisi
GPS BAKO
Analisis
Pengaruh Perubahan Ionosfer Terhadap Ketelitian Pengukuran
GPS Data Indeks Dst dan Indeks Kp Grafik Indeks Dst dan Indeks Kp Kesimpulan
Gambar.1 Diagram Alir Metodologi Penelitian
3. HASIL DAN ANALISIS 3.1 Hasil Pengolahan Data TEC Pontianak
Hasil dari pengolahan data TEC ini adalah data yang menunjukkan grafik variasi harian Indeks Dst dan Indeks Kp, VTEC terhadap nilai median VTEC nya, dan nilai simpangan VTEC sebelum dan sesudah terjadinya badai geomagnetik. Tabel perhitungan VTEC akan ditampilkan pada Tabel 1 dan 2 dan Gambar (a)-(h) berikut.
WAKTU VTEC STD.DEV MEDIAN VTEC STD.DEV MEDIAN VTEC STD.DEV MEDIAN VTEC STD.DEV MEDIAN VTEC STD.DEV MEDIAN (UT) (TECU) (TECU) (TECU) (TECU) (TECU) (TECU) (TECU) (TECU) (TECU) (TECU) (TECU) (TECU) (TECU) (TECU) (TECU)
7/3/2012 8/3/2012 9/3/2012 10/3/2012 11/3/2012 5:00 56.2 -1.16224 53.73835 61.03262 7.294277 53.73835 61.1307 7.392355 53.73835 61.70976 7.971411 53.73835 50.84587 -2.89247 53.73835 5:15 54.3164 -2.88041 54.86953 60.06926 5.199732 54.86953 62.19726 7.327727 54.86953 61.30687 6.437345 54.86953 50.76796 -4.10157 54.86953 5:30 51.52556 -6.63973 57.36791 59.6915 2.323594 57.36791 63.54469 6.176779 57.36791 60.40762 3.039707 57.36791 53.29331 -4.0746 57.36791 5:45 50.14122 -7.22879 58.27806 62.50623 4.228168 58.27806 69.03646 10.7584 58.27806 69.09773 10.81968 58.27806 56.05195 -2.22611 58.27806 6:00 67.6531 -1.21199 59.82976 64.36863 4.538871 59.82976 70.2712 10.44143 59.82976 69.9938 10.16404 59.82976 57.17625 -2.65351 59.82976 6:15 55.01534 -6.1235 59.86235 64.83561 4.973262 59.86235 70.27449 10.41214 59.86235 70.51739 10.65504 59.86235 58.97281 -0.88954 59.86235 6:30 56.02432 -4.70602 60.65663 65.75731 5.100677 60.65663 69.6216 8.964967 60.65663 71.74027 11.08364 60.65663 61.9076 1.250967 60.65663 6:45 58.4887 -4.84277 59.77727 66.5049 6.727638 59.77727 68.08849 8.311222 59.77727 71.83321 12.05595 59.77727 62.93829 3.161019 59.77727 7:00 62.16525 -2.71762 60.8406 66.35366 5.513065 60.8406 66.82831 5.987712 60.8406 70.80605 9.965454 60.8406 63.52136 2.680765 60.8406
Tabel 2. Hasil hitungan VTEC Bulan April 2012
WAKTU VTEC STD.DEV MEDIAN VTEC STD.DEV MEDIAN VTEC STD.DEV MEDIAN VTEC STD.DEV MEDIAN (UT) (TECU) (TECU) (TECU) (TECU) (TECU) (TECU) (TECU) (TECU) (TECU) (TECU) (TECU) (TECU)
23- 04-12 24-04-12 25-04-12 26-04-12 3:00 53.91495 11.77621 50.39595 59.94817 9.737678 50.39595 62.3653 12.35039 50.39595 60.32677 6.720809 50.39595 3:15 55.73414 11.60384 51.01865 61.76037 10.74407 51.01865 63.59078 13.68981 51.01865 62.73101 7.796135 51.01865 3:30 60.78172 9.655587 53.45347 63.64969 10.57458 53.45347 64.13997 14.44576 53.45347 65.05896 7.420978 53.45347 3:45 63.30515 8.752323 56.04913 64.38396 11.27993 56.04913 65.14854 15.15303 56.04913 67.67614 7.92664 56.04913 4:00 64.18251 9.340067 57.54039 64.38065 11.65359 57.54039 66.88046 16.11111 57.54039 69.19398 8.573705 57.54039 4:15 66.00983 9.779097 58.10459 60.61203 11.29539 58.10459 67.88368 15.53365 58.10459 69.39998 8.120926 58.10459 4:30 66.54401 9.693345 58.66429 59.07873 9.793806 58.66429 68.72587 14.15583 58.66429 68.82633 6.519646 58.66429 4:45 65.57231 8.352879 60.23209 59.00998 11.02918 60.23209 69.21532 11.32568 60.23209 71.89162 3.197646 60.23209 5:00 64.27677 7.916604 61.42106 55.81157 12.20784 61.42106 69.43885 10.47865 61.42106 73.73009 1.548524 61.42106 5:15 62.82177 8.938379 60.39431 54.33967 13.86945 60.39431 69.73735 11.17209 60.39431 74.66842 1.029897 60.39431 5:30 61.64897 11.36195 60.3157 52.64252 14.68895 60.3157 72.13719 10.44469 60.3157 75.4642 6.769488 60.3157 5:45 62.30169 13.21615 59.08795 54.71742 16.31551 59.08795 73.09997 12.88607 59.08795 76.19932 9.959958 59.08795 6:00 67.74347 13.38873 59.11065 56.0725 15.24527 59.11065 73.58455 12.09358 59.11065 75.44109 8.416817 59.11065 6:15 67.13873 13.32375 58.61489 55.08731 12.67897 58.61489 73.16774 11.78348 58.61489 72.52296 6.833737 58.61489 6:30 65.75414 10.37125 60.04212 53.30151 5.490828 60.04212 71.349 10.02027 60.04212 66.46858 6.063013 60.04212 6:45 65.85698 10.01832 59.44464 54.14593 8.560944 59.44464 70.23092 11.90406 59.44464 68.77354 6.419269 59.44464 7:00 68.24336 9.542924 60.0152 56.18973 10.55149 60.0152 70.35596 14.1342 60.0152 71.36452 5.528501 60.0152
Reka Geomatika – 45
Gambar3. (a) Gambar3.(e)
Gambar3. (b) Gambar3.(f)
Gambar3. (c) Gambar3.(g)
Gambar3.(d) Gambar3.(h)
Gambar.3(a)-(h). Variasi Indeks Dst, Indeks Kp, VTEC ,Simpangan VTEC Pontianaktanggal 7 – 11 Maret 2012 dan tanggal 23-26 April 2012 3.2 Analisis Pengolahan Data TEC Pontianak Bulan Maret 2012
Analisis pengolahan data TEC Pontianak ditunjukkan pada Gambar 3(a)-(d). Berdasarkan kejadian flare kelas X.5.4 didaerah aktif N17E27 11429 dan CME dengan kecepatan 2544 Km/s pada tanggal 7 Maret 2012. Flare dan CME pada tanggal tersebut mengakibatkan terjadinyabadai geomagnetik pada tanggal 9 Maret 2012 pada jam 09.00 UT,sehingga terjadi penurunan drastis nilai indeksDST sebesar -133 nT[Gopalswamy,2009] ditunjukkan Gambar(3a). Data Indeks Kp pada tanggal tersebut menunjukkan kenaikan mencapai 8 ditunjukkan Gambar(3b). Analisis variasi VTEC pada tanggal 7- 11 Maret 2012 dari grafik diatas dapat dijelaskan sebagai berikut.
(1)Variasi Variasi VTEC terhadap nilai median VTEC yaitu pada tanggal 8 Maret 2012 terjadi peningkatan nilai VTEC pada jam 5.45 – 07.00 UT sebesar 62 – 66 TECU dengan nilai median sebesar 58 – 60 TECU ditunjukkan Gambar.4.3(c), dan nilai simpangan sekitar 4- 6 TECU ditunjukkan Gambar.4.3(d); (2)Variasi grafik indeks Dst masa main faseyaitu pada tanggal 9 Maret 2012 terjadi penurunan drastis indeks Dst mencapai -133 nT yang mengakibatkan badai geomagnetikyang ditunjukkan Gambar.4.3(a) dan indeks Kp mencapai 8, sehingga pada tanggal tersebut terjadi peningkatan VTEC pada jam 6.00 – 06.15 UT sebesar 70TECU sehingga ada kenaikan VTEC sebesar 4TECU dari hari sebelumnya, dengan nilai median nya sebesar 59-60 TECU ditunjukkan Gambar.4.3(c), dan nilai simpangan
sebesar 10 TECU ditunjukkan Gambar. 4.3(d); (3)Variasi VTEC terhadap nilai median VTEC yaitu pada tanggal 10 Maret 2012 terjadi penurunan indeks Kp hingga mencapai 3 ditunjukkan Gambar 4.3(b) dan terjadi peningkatan nilai VTEC pada jam 06.00 – 07.00 UT sebesar 69 – 71 TECU dengan nilai median VTEC sebesar 59- 60 TECU ditunjukkan Gambar.4.3(c), dan nilai simpangan VTEC sekitar 10-12 TECU; (4)Variasi VTEC terhadap nilai median VTEC yaitu pada tanggal 11 Maret 2012 terjadi penurunan nilai VTEC pada jam 06.00- 07.00 UT sebesar 14 TECU menjadi sekitar 57- 63 TECU, dengan nilai median VTEC sebesar 59- 60 TECU ditunjukkan Gambar.4.3(c), dan nilai simpangan VTEC sekitar -2 sampai 2 TECU ( sangat kecil ) ditunjukkan Gambar.4.3(d).
3.3 Analisis Pengolahan Data TEC Pontianak Bulan April 2012
Analisis pengolahan data TEC Pontianak ditunjukkan pada Gambar 3(e)-(h). Berdasarkan kejadian Flare kelas C ( Flare onset/ Imp/ Location/ Ar ) : 13: 42 ----S3OE71 DSF yang terjadi pada tanggal 19 April 2012 pada jam 15:24 UT dengan kecepatan (V) 400 km/s, diikuti dengan kejadian CME onset pada tgl 19 April 2012 jam 15:24 UT mengakibatkan terjadinya badai geomagnet pada tanggal 24 April 2012, sehingga terjadi penurunan drastis nilai indeks Dst pada jam 5 UT sebesar -107 nT[Gopalswamy,2009], ditunjukkan Gambar.3(e) dan data Indeks Kp pada tanggal tersebut menunjukkan kenaikan mencapai 7 ditunjukkan Gambar.3(f). Analisis variasi VTEC pada tanggal 23- 26 April 2012 dari Gambar 3(e)-(h) diatas Berikut akan dijelaskan hasil analisis variasi VTEC pada tanggal 23- 26 April 2012. (1) Variasi grafik indeks Dst masa main fase yaitu padatanggal 24 April 2012terjadi penurunan drastis indeks Dst minimum mencapai -107 nT yang mengakibatkan badai geomagnetik dengan indeks Kp mencapai 7, sehingga pada tanggal tersebut terjadi peningkatan nilai VTEC pada jam 05.00 – 06.15 UT sebesar 69 – 73 TECU , dengan nilai median nya sekitar 58- 61 TECU ditunjukkan Gambar. 4.3(g), dan simpangan VTEC sekitar 12- 16 TECU ditunjukkan Gambar.4.3(h); (2)Variasi VTEC terhadap nilai median VTEC yaitu pada tanggal 25 April 2012 terjadi peningkatan nilai VTEC pada jam 05.00 – 06.15 UT mencapai sebesar 73 – 76 TECU (cukup signifikan), dengan nilai median VTEC nya sebesar 58-61 TECU ditunjukkan Gambar.4.3(g), dan nilai simpangan VTEC nya sebesar 10 – 12 TECU yang ditunjukkan pada Gambar. 4.3(h); (3)Variasi VTEC terhadap nilai median VTEC yaitu pada tanggal 26 April 2012 terjadi penurunan nilai VTEC pada jam 03.45 – 04.30 UT sebesar 5 TECU dari hari sebelumnya menjadi 71 – 73 TECU, dengan nilai median VTEC nya sebesar 56- 58 TECU ditunjukkan Gambar.4.3(g), dan nilai simpangan VTEC nya sebesar 6- 8TECUditunjukkan Gambar.4.3(h).Dengan demikian badai geomagnetik sangat mempengaruhi perubahan di ionosfer didaerah ekuator indonesia, yaitu di pontianak terlihat dari peningkatan nilai TEC di ionosfer pasca kejadian flare dan badai geomagnetik. Peningkatan nilai TEC ini merupakan badai ionosfer positif yang mengawali respon ionosfer tak langsung terhadap CME, melalui interaksi magnetosfer- ionosfer.
3.4 Hasil dan Analisis Pengolahan Data GPS BAKO Cibinong Bulan Maret 2012
Hasil dari pengolahan data GPS BAKO dari grafik dibawah adalah untuk melihat pengaruh kesalahan posisi pada ketelitian posisi navigasi GPS pada tanggal 7-10 Maret 2012. Data yang digunakan yaitu data GPS frekuensi ganda yaitu GPS BAKO stasiun tetap Cibinong - BAKOSURTANAL (-6.49 LS ,106.84 BT) dengan data observasi dan navigasi dimulai jam 00:00:00 - 23:59:30 GPST, Pos Mode : Single, Elev mask : 35°, ephemeris : broadcast. Datahasil keluaran data pengolahan terdiri dari lat/long/weight= WGS84/Geodetic berupa format Pos File.
Reka Geomatika – 47
Gambar.4 (a) Gambar.4(b)
Plot Posisi GPS BAKO tgl 7 Maret 2012 Plot Posisi GPS BAKO tgl 8 Maret 2012
Gambar.4 (c) Gambar.4 (d)
Plot Posisi GPS BAKO tgl 9 Maret 2012 Plot Posisi GPS BAKO tgl 10 Maret 2012
Analisis yang bisa dijelaskan dari Gambar.4.4 (a) – (d) diatas adalah perbandingan posisi track (satuan meter) pada tanggal 7 – 10 Maret 2012 yaitu sebagai berikut.
(1)Pada Gambar.4.4(a) menunjukkan plot kesalahan posisi track pada tanggal 7 maret 2012 terlihat pada jam 19.00 UT sebesar 15 m (utara- selatan) , dan jam 08.00 UT dan 19.00 UT sebesar 10 m (timur- barat); (2)Pada Gambar.4.4(b) menunjukkan plot kesalahan posisi track pada tanggal 8 maret 2012 terlihat pada jam 19.00 UT sebesar 15 m (utara-selatan), dan jam 09.00 UT sebesar 15 m (timur-barat); (3)Pada Gambar.4.4(c) menunjukkan plot kesalahan posisi track pada tanggal 9 maret 2012 terlihat pada jam 19.00 UT sebesar 20 m (utara-selatan), dan jam 19.00 UT hampir mencapai 20 m (timur-barat); (4)Pada Gambar.4.4(d) menunjukkan plot kesalahan posisi track pada tanggal 10 maret 2012 terlihat pada jam 19.00 UT sebesar 30 m (utara-selatan), dan jam 19.00 UT hampir mencapai 30 m (timur-barat); Analisis dari hasil plot posisi track dengan menggunakan GPS Frekuensi ganda
yaitu data GPS BAKO stasiun Cibinong- BAKOSURTANAL(-6.49 LS ,106.84 BT) pada saat kejadian badai geomagnetik pada tgl 9 Maret 2012 menunjukkan kesalahan posisi mencapai 20 m (utara-selatan), dan pada tgl 10 Maret 2012 menunjukkan kesalahan posisi mencapai 30 m (utara-selatan), dan sedangkan sebelum badai geomagnetik pada tgl 7- 8 Maret 2012 kesalahan posisi mencapai 15 m. Terlihat besarnya kesalahan posisi bisa mencapai 2 kalinya. Besarnya kesalahan posisi disini tidak terlalu signifikan dikarenakan data GPS BAKO stasiun Cibinong menggunakan dual frekuensi. Kesalahan tersebut dapat lebih tinggi lagi apabila menggunakan GPS frekuensi tunggal.
3.5. Hasil dan Analisis Kesalahan Posisi GPS Bako Cibinong Bulan April 2012Hasil
dari pengolahan GPS BAKO dari grafik dibawah adalah melihat pengaruh kesalahan posisi pada ketelitian posisi navigasi GPS pada tanggal 23-26 April 2012. Data yang yang digunakan yaitu data GPS frekuensi ganda yaitu GPS BAKO stasiun tetap Cibinong- BAKOSURTANAL dengan lintang dan bujur (-6.49°LS ,106.84°BT) dengan data observasi dan navigasi dimulai jam 00:00:00- 23:59:30 GPST. Pos Mode : Single, Elev mask : 35°, ephemeris : broadcast. Datahasil keluaran data pengolahan terdiri dari lat/long/weight=
WGS84/Geodetic berupa format Pos File.
Gambar.4 (f) Gambar.4 (g)
Reka Geomatika – 49
Gambar.4 (h) Gambar.4 (i)
Plot Posisi GPS BAKO tgl 25 April 2012 Plot Posisi GPS BAKO tgl 26 April 2012
Analisis yang bisa dijelaskan dari Gambar.4.4 (f) – (i) diatas adalah perbandingan kesalahan posisi track (meter) pada tanggal 23 – 26 April 2012 yaitu sebagai berikut.
(1)Pada Gambar.4.4 (f) menunjukkan plot kesalahan posisi track pada tanggal 23 April 2012, terlihat pada jam 06.00 UT dan 16.00 UT sebesar 20 m (utara- selatan), dan jam 16.00 UT sebesar 20 m (timur- barat); (2)Pada Gambar.4.4 (g) menunjukkan plot kesalahan posisi trackpada tanggal 24 April 2012 terlihat pada jam 16.00 UT sebesar 30 m (utara-selatan), dan jam 16.00 UT sebesar 20 m (timur-barat); (3)Pada Gambar.4.4(h) menunjukkan plot kesalahan posisi track pada tanggal 25 April 2012, terlihat pada jam 16.00 UT mencapai 50 m (utara-selatan), dan jam 16.00 UT hampir mencapai 40 m (timur-barat); (4)Pada Gambar.4.4 (i) menunjukkan plot kesalahan posisi track pada tanggal 26 April 2012, terlihat pada jam 16.00 UThampir mencapai 30 m (utara-selatan), dan jam 16.00 UT sebesar 20 m (timur-barat). Analisis dari hasil plot posisi track menggunakan GPS frekuensi ganda yaitu data GPS BAKO stasiun Cibinong –BAKOSURTANAL (-6.49 LS ,106.84 BT) pada saat sebelum dan sesudah kejadian badai geomagnetik. Kesalahan posisi pada tgl 24 April 2012 menunjukkan kesalahan posisi track sebesar 30 m (utara- selatan), dan pada tgl 25 April 2012 menunjukkan kesalahan posisi track sekitar 50 m (utara-selatan), sedangkan sebelum badai geomagnetik kesalahan posisi sekitar 20 m. Terlihat besarnya kesalahan posisi bisa mencapai 2-3 kalinya. Besarnya kesalahan posisi disini tidak terlalu signifikan dikarenakan data GPS BAKO stasiun Cibinong menggunakan dual frekuensi. kesalahan tersebut dapat lebih tinggi lagi apabila menggunakan GPS frekuensi tunggal.
4. KESIMPULAN
PerubahanDampak dari aktivitas matahari yang ditandai dengan terjadinya badai geomagnetik bisa menyebabkan perubahan di ionosfer, terlihat adanya variasi peningkatan nilai TEC dari pengamatan GISTM Pontianak. Pengamatan TEC dapat membantu pengguna satelit untuk mengetahui lebih awal gangguan propagasi sinyal satelit.
Hasil analisis variasi VTEC yaitu pada tanggal 8 Maret 2012 terjadi peningkatan nilai VTEC 66 TECU dengan nilai median sebesar 60 TECU dan nilai simpangan sekitar 6 TECU. Pada tanggal 9 Maret 2012 terjadi peningkatan VTEC sebesar 70TECU dengan nilai median nya sebesar 60 TECU dan nilai simpangan sebesar 10 TECU . Pada tanggal 10 Maret 2012 terjadi peningkatan nilai VTEC 71 TECU dengan nilai median VTEC sebesar 60 TECU dan nilai simpangan VTEC sekitar 12 TECU. pada tanggal 11 Maret 2012 terjadi penurunan nilai VTEC sebesar 14 TECU menjadi sekitar 63 TECU, dengan nilai median VTEC sebesar 60 TECU dan nilai simpangan VTEC sekitar 2 TECU.Hasil analisis variasi VTEC yaitu pada tanggal 24 April terjadi peningkatan nilai VTEC sebesar 73 TECU , dengan nilai median nya sekitar 61 TECU dan simpangan VTEC sekitar 16 TECU. Pada tanggal 25 April 2012 terjadi peningkatan nilai VTEC mencapai 76 TECU dengan nilai median VTEC nya sebesar 61 TECU dan nilai simpangan VTEC nya sebesar 12 TECU. Pada tanggal 26 April 2012 terjadi penurunan nilai VTEC pada sebesar 5 TECU dari hari sebelumnya menjadi 73 TECU, dengan nilai median VTEC nya sebesar 58 TECU, dan nilai simpangan VTEC nya sebesar 8 TECU.Dampak perubahan TEC terhadap ketelitian posisi GPS BAKO stasiun Cibinong (-6.49° LS ,106.84° BT) dengan menggunakan frekuensi ganda pada saat kejadian badai geomagnetik pada tgl 9 Maret 2012 dan 24 April 2012 menunjukkan kesalahan posisi 3 kali lebih besar dibandingkan pada saat tidak terjadi badai geomagnetik. Besarnya kesalahan posisi tidak terlalu signifikan karena data GPS BAKO menggunakan dual frekuensi. Kesalahan posisi dapat lebih tinggi lagi apabila menggunakan GPS frekuensi tunggal.
UCAPAN TERIMA KASIH
Asnawi Husin. Msc – Peneliti Bidang Ionosfer dan Telekomunikasi- Lapan atas ide penelitian yang diberikan kepada penulis;Nat Gopalswamy. PHD- NASA atas diskusinya mengenai space weather events of solar cycle 24 terkait dengan kejadian flare dan CME tahun 2012; Drs.Suratno.M.Sc, Peneliti Bidang Matahari dan Antariksa –Lapan, atas diskusinya mengenai penjelasan mengenai Burst Tipe II,III, Halo CME
DAFTAR RUJUKAN
Abidin, H.Z. (2007).Penentuan Posisi dengan GPS dan Aplikasinya, Jakarta : PT Pradnya Paramita.
GSV 4004B.(2007). GPS Ionospheric Scintillation & Tec Monitor (User's Manual) GISTM, (GSV GPS Silicon Valley).
Gopalswamy, N.(2009).Energetic Particle and Other Space weather Events of Solar Cycle 24
- NASA Goddard Space Flight Center, Greenbelt, Maryland, USA, Climate andWeather of
the Sun-Earth System(CAWSES):Selected Papers from the 2007Kyoto Symposium.
Klobuchar,J.(1986). Design and characteristics of the GPS ionospheric time-delay algorithm
for single frequency users, in: Proceedings of PLANS’86 – Position Location and Navigation
Symposium, Las Vegas, Nevada,p.280-286, 4-7 November.
Muslim, B.(2009).Respon global ionosfer terhadap CME matahari 28 dan 29 Oktober 2003
