Studi Perbandingan GPS CORS Metode RTK NTRIP dan Total Station dalam Pengukuran Volume Cut and Fill

(1)

Abstrak—Pengukuran menggunakan Total Station (TS) dan teknologi Global Positioning System (GPS) merupakan beberapa metode yang sering digunakan dalam survei topografi. CORS (Continuously Operating Reference Station) merupakan salah satu perkembangan dari teknologi GPS. Penelitian ini bertujuan untuk menganalisa perbandingan volume cut and fill yang diukur menggunakan Total Station dan GPS CORS metode RTK (Real Time Kinematic) NTRIP (Network Tranportation RTCM via Internet Protocol). Alat-alat yang digunakan adalah Total Station, Receiver GPS, dan Waterpass. Stasiun CORS yang digunakan adalah stasiun CORS yang ada di Jurusan Teknik Geomatika ITS Pengambilan data dilakukan pada kondisi titik-titik elevasi dengan posisi horisontal yang sama untuk semua jenis alat pengukuran dengan luas area 100776 m2_{atau 10,776 Ha. Standar} deviasi selisih elevasi pengukuran GPS CORS – RTK NTRIP adalah 0,036 m, sedangkan untuk pengukuran TS adalah 0.030 m, namun setelah dilakukan uji normalitas data dengan probable errors 95% menghasilkan standar deviasi untuk data GPS CORS - RTK NTRIP menjadi 0,027 m dan untuk TS menjadi 0,018 m. Hasil perhitungan total volume cut and fill yang diukur menggunakan GPS CORS RTK NTRIP adalah 1684,763 m3 _dan yang diukur menggunakan TS adalah 1232.431 m3_{. Terdapat} selisih volume cut and fill antara pengukuran RTK NTRIP dengan TS sebesar 452,332 m3 _{dari total luas keseluruhan atau} 41,976 m3_/Ha.

Kata kunci : Titik-titik elevasi, Total Station , GPS CORS – RTK NTRIP, Volume cut and fill.

I. PENDAHULUAN

ENGUKURAN topografi adalah suatu pekerjaan penentuan tempat kedudukan baik secara horisontal maupun vertikal pada segala sesuatu yang terdapat pada permukaan areal tanah yang diukur. Pekerjaan pengukuran topografi berguna untuk mendapatkan data pengukuran mengenai letak (posisi), elevasi (ketinggian) dan konfigurasi dari areal tanah, dimana data tersebut dapat dilukiskan pada suatu peta yang menggambarkan keadaan yang sebenarnya yang dikenal dengan peta topografi[1].

Pengukuran topografi juga dilakukan di bidang pekerjaan penggalian dan penimbunan tanah. Penggalian dan penimbunan tanah merupakan salah satu bidang pekerjaan yang erat kaitannya dengan perhitungan volume. Perhitungan volume menjadi sangat penting dalam bidang tersebut karena berhubungan dengan volume tanah yang dibutuhkan untuk

digali atau ditimbun berdasarkan rencana proyek, yang biasa disebut volume cut and fill[2].

Pekerjaan survei dan pemetaan untuk menghitung volume

cut and fill sudah menggunakan peralatan yang canggih

seperti Total Station (TS) dan GPS metode RTK (Real Time

Kinematik). TS termasuk alat yang sering digunakan pada

survei untuk perhitungan volume cut and fill. Alat ini menggunakan sudut dan jarak antara alat TS dan prisma untuk mendefinisikan titik koordinat diatas permukaan bumi. Kelebihan TS adalah dapat digunakan di berbagai medan seperti hutan, tambak, dan lain sebagainya. Sedangkan kelemahan penggunaan TS ini terdapat pada jangkauan dan jarak pandang TS ke prisma. RTK merupakan metode pengukuran yang membutuhkan dua alat GPS yaitu sebagai

base dan rover.

Perkembangan teknologi membuat pekerjaan survei menjadi lebih mudah, karena ditunjang dengan alat-alat yang semakin canggih. GPS CORS (Continouosly Operating

Reference Station) adalah salah satu teknologi baru berbasis

GNSS (Global Navigation Satellite System) yang dimanfaatkan untuk berbagai aplikasi terkait penentuan posisi. Dalam pemanfaatannya CORS dapat menyediakan data penentuan posisi secara real time ataupun post-processing yang dalam aplikasinya juga dapat digunakan pada survei topografi untuk perhitungan volume cut and fill

NTRIP (Network Transport RTCM via Internet Protocol) adalah sebuah metode untuk mengirimkan koreksi data GPS/GLONASS dalam format RTCM (Radio Technical

Commission for Maritime Services) melalui internet. Data

NTRIP digunakan untuk pengamatan posisi secara real-time. Pengguna mengunduh RTCM dari NTRIP dengan menggunakan koneksi GPRS, GSM, Satphone dan sebagainya

.

Metode RTK NTRIP memiliki keunggulan pada jarak karena pengiriman data koreksi antara base station GPS (GNSS CORS) dan rover menggunakan koneksi internet. Pada penelitian ini dilakukan analisa tentang penggunaan GPS CORS metode RTK NTRIP yang dibandingkan dengan hasil pengukuran menggunakan TS untuk pengukuran volume cut

and fill, dimana hasil dari pengukuran menggunakan waterpass sebagai referensinya. Hasil dari penelitian ini akan

dapat digunakan sebagai pertimbangan untuk penggunaan

Studi Perbandingan GPS CORS Metode RTK

NTRIP dan Total Station dalam Pengukuran

Volume Cut and Fill

Firman Amanullah dan Khomsin

Jurusan Teknik Geomatika, Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan, Institut Teknologi Sepuluh

Nopember (ITS)

Jl. Arief Rahman Hakim, Surabaya 60111 Indonesia

e-mail

: khomsin@geodesy.its.ac.id

(2)

metode GPS CORS - RTK NTRIP dalam pengukuran untuk pekerjaan cut and fill ke depannya.

II. METODOLOGIPENELITIAN

Lokasi penelitian ini dilakukan di lahan Perumahan Pakuwon City milik PT . Pakuwon Darma yang terletak di Kecamatan Sukolilo, Surabaya dan secara astronomis terletak pada 7° 16' 9,90" LS dan 112° 48' 23,39" BT. Luas total area pengukuran pada penelitian ini seluas 107760 m2 _{atau 10.776} Ha yang terdiri dari lima bagian area (site), yaitu site 1 (0.555 Ha), site 2 (7.516 Ha), site 3 (0.815 Ha), site 4 (0.938 Ha),

site 5 (0.952 Ha).

Gambar 1. Diagram Alir Penelitian

Ada lima tahapan dalam penelitian ini, yaitu tahap persiapan, pengukuran, pengolahan data, dan tahap akhir. Diagram alir penelitian dapat dilihat pada gambar 1. Data yang digunakan ada tiga jenis jenis yaitu data yang diukur menggunakan GPS CORS - RTK NTRIP, TS, dan Waterpass (WP) dengan interval jarak tiap titik detail 25 m dan juga tergantung bentuk areal tanah cut and fill yang diukur.

Pada dasarnya konsep dasar penentuan posisi dengan GPS adalah reseksi (pengikatan ke belakang)[3], begitu juga pengukuran GPS CORS - RTK NTRIP yang menggunakan CORS di Jurusan Teknik Geomatika ITS sebagai base station dan sebuah alat receiver sebagai rover yang bergerak dari titik satu ke titik lainnya yang diukur dengan status fixed dengan

sampling rate satu detik. Pengukuran dengan TS

menggunakan titik berdiri alat dan backsight yang sebelumnya sudah diukur dengan GPS RTK di setiap areal tanah yang akan diukur. Data yang diambil merupakan data sudut dan jarak menggunakan metode Tachymetry yang berasal dari kata dasar tacheo, yang berarti cepat dan metry, yang berarti pengukuran[4]. Di Amerika lebih dikenal dengan nama Stadia

Metode. Metode yang digunakan untuk menentukan dengan

cepat jarak horizontal dan elavasi sebuah titik[5].Pengukuran

menggunakan WP menggunakan metode sipat datar luasan dengan toleransi bacaan rambu 2 mm. Pengukuran menggunakan WP bertujuan untuk mendapatkan data elevasi tiap titik yang tersebar di area yang digunakan sebagai pembanding dalam perhitungan volume cut and fill.

Tahap pengolahan data, diawali dengan mendownload hasil pengukuran. Data GPS CORS - RTK NTRIP yang telah didownload berupa raw data koordinat x,y,z, dalam format (*.csv). Data pengukuran TS yang didownload berupa raw

data sudut dan jarak kemudian diolah untuk mendapatkan data

koordinat. Data bacaan rambu WP diolah untuk mendapatkan data elevasi. Selanjutnya, data hasil ketiga pengukuran tersebut di plot untuk kemudian dilakukan perhitungan volume.

Gambar 2. Diagram Alir Pengolahan Data

Analisis data dilakukan dengan uji statistik terhadap data hasil pengukuran GPS CORS-RTK NTRIP, TS, maupun WP agar didapatkan nilai perbedaan diantara ketiga data pengukuran tersebut. Uji statistika pada penelitian ini menggunakan uji normalitas data dengan probable errors 95%. Hasil dari penelitian ini berupa perbandingan volume cut

and fill yang diukur GPS CORS - RTK NTRIP, TS, dan WP,

serta hasil analisa uji statistik hasil elevasi dari pengukuran menggunakan ketiga alat tersebut.

Pada penelitian terdahulu yang dilakukan oleh Saputra, B.R, di tahun 2009, standar deviasi selisih elevasi pengukuran RTK konvensional adalah 0,17 m pada hari pertama dan 0,28 m pada hari kedua, rata-ratanya adalah 0,225 m, sedangkan strandar deviasi selisih elevasi pengukuran TS adalah 0,20 m.

(3)

III. HASIL

A. Analisa Uji Statistik Selisih Elevasi

Jumlah titik elevasi hasil pengukuran menggunakan GPS CORS - RTK NTRIP, TS, dan WP adalah 240 titik. Tiap titik yang diukur menggunakan GPS CORS - RTK NTRIP dan TS dengan posisi horizontal yang sama dibandingkan dengan cara mencari selisih elevasinya terhadap elevasi hasil pengukuran menggunakan WP. Selisih elevasi tiap titik (S∆hi) dan hasil perhitungannya dapat dilihat pada gambar 3 dan tabel 1.

Gambar 3. Grafik Selisih Elevasi Tiap Titik Sebelum Uji Normalitas Tabel 1.

Hasil Perhitungan Selisih Elevasi Sebelum Uji Normalitas

RTKNTRIP-WP TS-WP n 240 240 S∆h -0,004 m -0,012 m S∆himax 0,203 m 0,199 m S∆himin -0,085 m -0,212 m σ 0,036 m 0,030 m E95% 0,070 m 0,059 m S∆h-E95% -0,074 m -0,071 m S∆h+E95% 0,066 m 0,047 m

Standar deviasi untuk pengukuran GPS CORS – RTK NTRIP adalah 0,036 m, sedangkan untuk pengukuran TS adalah 0,030 m. Uji normalitas data dilakukan dengan

Probable Errors 95%. Dari hasil perhitungan didapatkan nilai

E95% sebesar 0,070 m untuk pengukuran GPS CORS – RTK NTRIP dan 0,059 m untuk pengukuran TS, sehingga didapatkan syarat normalitas dengan rentang -0,074 m  S∆hi  0,066 m untuk GPS CORS – RTK NTRIP dan -0,071 m  S∆hi 0,047 untuk TS. Setelah dilakukan uji normalitas, ada 17 data yang dieliminasi karena tidak memenuhi syarat normalitas. Data RTK NTRIP yang tidak memenuhi syarat normalitas dapat disebabkan karena koneksi yang kurang stabil, sehingga solusi tipenya cepat berubah-ubah dan juga dapat dipengaruhi dari human errors. Sedangkan data TS yang tidak memenuhi syarat normalitas dapat disebabkan oleh waktu pengukuranpada siang hari dan jarak pengukuran yang jauh dan juga dapat dipengaruhi oleh human errors. Grafik selisih elevasi tiap titik dan hasil perhitungannya setelah dilakukan uji normalitas dapat dilihat pada grafik 4 dan tabel 2.

Gambar 4. Grafik Selisih Elevasi Tiap Titik Setelah Uji Normalitas Tabel 2.

Hasil Perhitungan Selisih Elevasi Setelah Uji Normalitas

RTKNTRIP-WP TS-WP n 223 223 S∆h -0,005 m -0,010 m S∆himax 0,050 m 0,027 m S∆himin -0,073 m -0,070 m σ 0,027 m 0,018 m S∆h-σ -0,031 m -0,027 m S∆h+ σ 0,022 m 0,008 m

Setelah dilakukan uji normalitas, standar deviasi untuk pengukuran GPS CORS – RTK NTRIP menjadi 0,027 m, sedangkan untuk pengukuran TS menjadi 0,018 m. Kita juga dapat membandingkan hasil uji statistik per area pengukuran.Terdapat lima area pengukuran yaitu site 1, site 2,

site 3, site 4, site 5. Grafik S∆hi site 1 dapat dilihat pada

gambar 5, sedangkan hasil perhitungannya ada di tabel 3. Grafik S∆hi site 1 dapat dilihat pada gambar 5, sedangkan hasil perhitungannya ada di tabel 3. Grafik S∆hi site 2 dapat dilihat pada gambar 6, sedangkan hasil perhitungannya ada di tabel 4. Grafik S∆hi site 3 dapat dilihat pada gambar 7, sedangkan hasil perhitungannya ada di tabel 5. Grafik S∆hi site 4 dapat dilihat pada gambar 8, sedangkan hasil perhitungannya ada di tabel 6. Grafik S∆hi site 5 dapat dilihat pada gambar 9, sedangkan hasil perhitungannya ada di tabel 7.

1. Grafik dan tabel Site 1

(4)

Tabel 3.

Hasil Perhitungan Selisih Elevasi pada Site 1

RTKNTRIP-WP TS-WP n 23 23 S∆h 0,00235 m 0,00096 m S∆himax 0,065 m 0,026 m S∆himin -0,048 m -0,030 m σ 0,028 m 0,014 m S∆h-σ -0,026 m -0,013 m S∆h+ σ 0,031 m 0,015 m

Gambar 6. Grafik Selisih Elevasi Tiap Titik pada Site 2 Tabel 4.

RTKNTRIP-WP TS-WP n 108 108 S∆h -0,011 m -0,012 m S∆himax 0,049 m 0,023 m S∆himin -0,070 m -0,068 m σ 0,026 m 0,021 m S∆h-σ -0,037 m -0,033 m S∆h+ σ 0,015 m 0,009 m

Gambar 7. Grafik Selisih Elevasi Tiap Titik pada Site 3

Tabel 5.

RTKNTRIP-WP TS-WP n 30 30 S∆h 0,024 m -0,005 m S∆himax 0,050 m 0,013 m S∆himin -0,003 m -0,020 m σ 0,016 m 0,006 m S∆h-σ 0,008 m -0,011 m S∆h+ σ 0,040 m 0,001 m

Gambar 8. Grafik Selisih Elevasi Tiap Titik pada Site 4 Tabel 6.

RTKNTRIP-WP TS-WP n 27 27 S∆h 0,00052 m 0,00111 m S∆himax 0,047 m 0,026 m S∆himin -0,048 m -0,030 m σ 0,025 m 0,013 m S∆h-σ -0,025 m -0,012 m S∆h+ σ 0,026 m 0,014 m

(5)

Tabel 7.

RTKNTRIP-WP TS-WP n 35 35 S∆h -0,019 m -0,017 m S∆himax 0,012 m 0,006 m S∆himin -0,055 m -0,044 m σ 0,016 m 0,014 m S∆h-σ -0,034 m -0,031 m S∆h+ σ -0,003 m -0,003 m

B. Volume Cut and Fill

Perhitungan volume cut and fill diawali dengan pembuatan

surface dari setiap hasil pengukuran. Setelah terbentuk surface

dari data pengukuran GPS CORS - RTK NTRIP, TS, dan WP, kemudian ketiga surface itu dibandingkan untuk mendapatkan selisih volume cut and fill. Hasil perhitungan volume cut and

fill pada penelitian ini dapat dilihat pada tabel 8.

Tabel 8.

Hasil Pengukuran Volume Cut and Fill

VOLUME RTKNTRIP-WP TS-WP

Cut 509,620m3 _159,247_m3

Fill 1175,143m3 _1073,184_m3

Total 1684,763m3 _1232,431_m3

Terdapat selisih total volume antara RTK NTRIP-WP dengan TS-WP sebesar 452.332 m3_{dari total luas keseluruhan} atau 41.976 m3_/Ha.

Tabel 9.

Total Volume Cut and Fill per Site

SITE RTKNTRIP TS Site 1 _{54,402 m}3 _{45,993 m}2 Site 2 1085,473 m3 900,258 m2 Site 3 Site 4 Site 5 227,962 m3 160,155m3 156,772m3 60,106 m2 77,816 m2 148,258 m2 Tabel 10.

Selisih Volume Cut and Fill per Site

SITE _VOLUMESELISIH LUASAREA

Site 1 _{8,409 m}3 _{5550 m}2 Site 2 185,215 m3 65160 m2 Site 3 Site 4 Site 5 167,855 m3 82,338 m3 8,514 m3 18150 m2 9380 m2 9520 m2

Pada tabel 10 dapat dilihat bahwa besarnya selisih volume di setiap site bervariasi, yaitu 8,409 m3_{di site 1} dengan luas area 0,555 Ha atau jika dihitung dalam luas area

satu hektar estimasi selisih volumenya sebesar 15,151 m3_/Ha, 185,215 m3 _{di site 2 dengan luas area 6,516 Ha atau jika} dihitung dalam luas area satu hektar selisih volumenya sebesar 28,424 m3_{/Ha, 167,855 m}3 _{di site 3 dengan luas area 1,815 Ha} atau jika dihitung dalam luas area satu hektar estimasi selisih volumenya sebesar 92,482 m3_{/Ha, 82,338 m}3_{di site 4 dengan} luas area 0,938 Ha atau jika dihitung dalam luas area satu hektar estimasi selisih volumenya sebesar 87,780 m3_/Ha, 8,514 m3_{di site 5 dengan luas area 0,952 Ha atau jika dihitung} dalam luas area satu hektar estimasi selisih volumenya sebesar 8,943 m3_{/Ha. Pada tabel 4.11 dapat dilihat juga selisih volume} pada site 3 dan site 4 jauh lebih besar dibandingkan selisih volume . Hal ini terjadi karena koneksi internet GPS CORS RTK NTRIP yang sangat tidak stabil pada saat pengukuran di

site tersebut.

IV. KESIMPULAN

1. Standar deviasi (σ) GPS CORS – RTK NTRIP dengan WP sebesar 0,036 m, sedangkan TS dengan WP sebesar 0,030 m. Setelah dilakukan uji normalitas data, σ GPS CORS – RTK NTRIP dengan WP menjadi 0,027 m, sedangkan σ TS dengan WP menjadi 0,018 m.

2. Standar deviasi selisih elevasi GPS CORS RTK NTRIP terhadap WP pada site 1 sebesar 0,028 m, sedangkan TS terhadap WP pada site 1 sebesar 0,014 m. Pada site 2 standar deviasi selisih elevasi masing-masing sebesar 0,026 m dan 0,021 m, pada site 3 masing-masing sebesar 0,016 m dan 0,006 m, pada site 4 0,025 m dan 0,013 m, pada site 3 masing-masing sebesar 0,016 m dan 0,014 m. Pengukuran di tiap site menggunakan TS menghasilkan standar deviasi selisih elevasi yang lebih baik daripada pengukuran menggunakan GPS CORS RTK NTRIP.

3. Total volume cut and fill dari pengukuran GPS CORS RTK NTRIP adalah 1684,763 m3_{, sedangkan dari pengukuran TS} adalah 1232,431m3_{. Selisih total volume antara pengukuran} RTK NTRIP dengan TS sebesar 452,332 m3_{dari total luas} 10,776 Ha atau estimasi selisih volume per hektarnya sebesar 41,976 m3_{/Ha. Selisih estimasi volume per hektar di} setiap site yaitu, di site 1 sebesar 15,151 m3_{/Ha, di site 2} sebesar 28,424 m3_{/Ha, di site 3 sebesar 92,482 m}3_{/Ha, di}

site 4 sebesar 87,780 m3/Ha, di site 5 sebesar 8,943

m3_{/Ha.Total volume cut and fill dari pengukuran GPS} CORS RTK NTRIP adalah 1684,763m3_{, sedangkan dari} pengukuran TS adalah 1232,431m3_._{Terdapat selisih total} volume antara RTK NTRIP-WP dengan TS-WP sebesar 452,332 m3_{dari total luas keseluruhan atau 41,976 m}3_/Ha. 4. Pengukuran volume cut and fill menggunakan TS lebih baik

dibandingkan menggunakan GPS CORS RTK NTRIP. UCAPAN TERIMA KASIH

Penulis mengucapkan terima kasih kepada PT. Adhimulia Interniagatama yang telah memberikan dukungan berupa penyediaan perangkat GPS Receiver Promark 200 yang digunakan untuk keperluan penelitian.

(6)

DAFTARPUSTAKA

[1] Purworahardjo, U. 1989. Ilmu UkurTanah Seri C. Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan. Institut Teknologi Bandung. Bandung

[2] Yuwono. 2004. Modul Pendidikan dan Pelatihan Teknis

Pengukuran dan Pemetaan Kota. Jurusan Teknik

Geodesi-FTSP. Institut Teknologi Sepuluh Nopember. Surabaya [3] Leick, A. 2003. GPS Satellite Surveying. New York: John

Wiley&Sons

[4] Basuki, S. 2006. Ilmu Ukur Tanah. Gadjah Mada

University Press. Yogyakarta

[5] Wolf, P. R., dan Ghilani, C. D. 2001. Elementary

Surveying-An Introduction Geomatics. Prentice-Hall.