Tugas Resume Satelit Navigasi
Mata Kuliah : Aplikasi Geodesi Satelit Dosen : Dr. Eko Yuli Handoko, ST, MT Nama : Joko Raharjo
A. Sistem Satelit Navigasi BeiDou
Sistem Satelit Navigasi BeiDou (dikenal juga sebagai BeiDou Navigation Satellite System atau BDS) adalah sistem navigasi global yang dibangun dan dioperasikan secara independen oleh China. Sebagai infrastruktur ruang angkasa yang signifikan, BDS menyediakan layanan penentuan posisi, navigasi, dan waktu sepanjang waktu, segala cuaca, dan akurasi tinggi kepada pengguna global.
Konstelasi ruang dasar BDS-3 terdiri dari 3 satelit GEO, 3 satelit IGSO, dan 24 satelit MEO. Satelit GEO beroperasi di orbit pada ketinggian 35.786 kilometer dan masing-masing terletak di 80 ° E, 110,5 ° E, dan 140 ° E. Satelit IGSO beroperasi di orbit pada ketinggian 35.786 kilometer dan kemiringan bidang orbit 55 derajat dengan mengacu pada bidang khatulistiwa. Satelit MEO beroperasi di orbit pada ketinggian 21.528 kilometer dan kemiringan bidang orbit 55 derajat dengan mengacu pada bidang khatulistiwa.
B. Sistem Koordinat BeiDou
The BeiDou Coordinate System (BDCS) menggunakan sistem koordinat yang sesuai dengan spesifikasi International Earth Rotation and Reference System Service (IERS), dan konsisten dengan definisi China Geodetic Coordinate System 2000 (CGCS2000). BDCS dan CGCS2000 memiliki parameter ellipsoid yang sama, yang didefinisikan sebagai berikut:
(1) Definisi asal, sumbu dan skala
Asalnya terletak di pusat massa Bumi. Z-Axis adalah arah IERS Reference Pole (IRP). Sumbu X adalah persimpangan Meridian Referensi IERS (IRM) dan bidang yang melewati asal dan normal ke Sumbu Z. Sumbu Y, bersama dengan Sumbu Z dan Sumbu X, merupakan sistem koordinat ortogonal tangan kanan. Satuan panjang adalah sistem satuan internasional (SI) meter.
(2) Definisi BDCS Ellipsoid
Pusat geometris BDCS Ellipsoid bertepatan dengan pusat massa Bumi, dan sumbu rotasi BDCS Ellipsoid adalah Z-Axis. Parameter BDCS Ellipsoid ditunjukkan pada Tabel 3-1.
C. BeiDou Navigation Satellite System Time (BDT).
Sistem waktu yang diadopsi oleh BDS sebagai referensi waktu. BDT mengadopsi sistem satuan internasional (SI) kedua sebagai satuan dasar, dan terakumulasi terus menerus tanpa detik kabisat.
Zaman awal BDT adalah 00:00:00 pada tanggal 1 Januari 2006 dari Waktu Universal Terkoordinasi (UTC). BDT terhubung dengan UTC melalui UTC (NTSC), dan deviasi BDT ke UTC dipertahankan dalam 50 nanodetik (modulo 1 detik). Informasi detik kabisat disiarkan dalam pesan navigasi.
D. Tiga Generasi Sistem Satelit Navigasi Biedou yang telah beroperasi adalah : 1. BeiDou-1 (Sistem Eksplorasi Navigasi BeiDou Satellite):
BeiDou-1 adalah generasi pertama dari sistem ini. Resmi disebut sebagai Sistem Eksplorasi Navigasi BeiDou Satellite. Terdiri dari tiga satelit dan menawarkan cakupan terbatas serta aplikasi. Layanan navigasi telah tersedia sejak tahun 2000, terutama untuk pelanggan di China dan negara-negara tetangga. BeiDou-1 adalah langkah awal dalam pengembangan sistem navigasi satelit China.
2. BeiDou-2 (COMPASS):
Generasi kedua, disebut BeiDou Navigation Satellite System (BDS) atau BeiDou-2. Terdiri dari 35 satelit dan mulai beroperasi di China pada bulan Desember 2011. Layanan juga diperluas ke kawasan Asia Pasifik pada bulan Desember 2012. BeiDou-2 dibangun untuk menjadi sistem
navigasi satelit global yang akan melayani pelanggan di seluruh dunia setelah selesai pada tahun 2020. Dengan akurasi tingkat milimeter (dengan pemrosesan pasca), BeiDou-2 diharapkan lebih akurat daripada GPS setelah sepenuhnya beroperasi.
3. BeiDou-3 (BDS-3):
Dibangun sebagai konstelasi cakupan global. Peluncuran satelit Geostationary Earth Orbit (GEO) terakhir pada 23 Juni 2020, BDS telah menyelesaikan konstelasi. Sebanyak 55 satelit BDS saat ini diluncurkan ke orbit, dan menyediakan layanan penentuan posisi, navigasi, dan waktu yang lebih berkelanjutan, stabil, andal, kepada pengguna global.
BDS-3 akan menyediakan total enam layanan berbasis satelit (China Satellite Navigation Ofce 2016), termasuk Radio Navigation Satellite Service (RNSS) dan layanan unggulan. BDS akan sangat mengintegrasikan Regional Short Message Communication (RSMC), Global Short Message Communication (GSMC), Satellite Based Augmentation System (SBAS), International Search and Rescue (SAR), Precise Point Positioning (PPP) dan layanan unggulan lainnya, dengan fungsi sistem yang lebih intensif dan efisien (Yang et al. 2019, 2020).
E. Prinsip Kerja Satelit Beidou
Pada prinsipnya penentuan posisi dengan satelit Beidou hampir sama dengan penentuan posisi dengan GPS. Kedua satelit navigasi ini hanya berbeda pada spesifikasi dan kemampuannya. Cara kerja dari Beidou adalah dengan mengatur dulu agar semua satelit memiliki jam yang sama persis.
Selanjutnya satelit akan mengirimkan data lokasi dirinya dan juga waktu pasa saat tersebut. Sinyal
yang dikirimkan alan diterima secara lebih lambat tergantung dari jarak satelit berada. Jika sudah, penerima (user) akan menghitung jarak ke setiap satelit serta menghitung lokasi dirinya sendiri.
Gambar Prinsip kerja satelit Beidou F. Komponen Sistem Satelit Beidou
Secara umum ada tiga komponen penyusun sistem Galileo yaitu komponen angkasa (space segment), komponen kontrol bumi (ground segment), dan komponen pengguna (user segment).
Segmen angkasa Beidou terdiri dari 30 satelit utama dan dari sejumlah satelit tersebut terbagi menjadi satelit yang terletak di Orbit Bumi Geostasioner (GEO), Orbit Geo-Sinkronisasi Miring (IGSO) dan Orbit Bumi Menengah (MEO). Satelit akan melakukan perjalanan sepanjang tiga orbit plane pada inklinasi 55°. Adapun ketinggian satelit ini berada pada level 21500 km.
Segmen kontrol bumi terdiri dari berbagai stasiun bumi, termasuk stasiun kontrol induk, stasiun sinkronisasi/uplink waktu, stasiun pemantauan, serta fasilitas operasi dan pengelolaan link antar satelit.
Segmen pengguna terdiri dari berbagai jenis produk, sistem, dan layanan dasar Beidou serta layanan yang kompatibel dengan sistem navigasi lainnya, termasuk produk dasar seperti chip, modul dan antena, terminal, sistem aplikasi, dan layanan aplikasi.
G. Arsitektur Layanan Aplikasi BDS (China Satellite Navigation Ofce 2019a, b) menunjukkan standar kinerja layanan BDS.
(1) Standar Kinerja RNSS BDS-3 menggunakan 3 satelit GEO, 3 satelit Inclined GeoSynchronous Orbit (IGSO) dan 24 satelit Medium Earth Orbit (MEO) untuk menyediakan layanan RNSS gratis kepada pengguna global yang terletak di atau 1000 km di atas permukaan bumi. Indikator kinerja BDS RNSS utama ditunjukkan pada Tabel 1.
(2) Standar Kinerja Layanan SBAS BDS menggunakan satelit GEO untuk menyediakan layanan augmentasi frekuensi tunggal dan multi-konstelasi frekuensi ganda gratis sesuai dengan standar Organisasi Penerbangan Sipil Internasional (ICAO) kepada pengguna di Cina dan sekitarnya, yang bertujuan untuk mencapai pendekatan presisi APV-I dan CAT-I
(3) Standar Kinerja Layanan PPP BDS menggunakan satelit GEO untuk menyediakan layanan penentuan posisi titik tepat gratis kepada pengguna di China dan sekitarnya. Indikator kinerja utama ditunjukkan pada Tabel 2.
(4) Standar Kinerja Layanan RSMC BDS menggunakan satelit GEO untuk menyediakan layanan komunikasi pesan singkat regional kepada pengguna di Cina dan sekitarnya. Indikator kinerja utama ditunjukkan pada Tabel 3.
(5) Standar Kinerja Layanan GSMC BDS menggunakan satelit MEO untuk menyediakan layanan komunikasi pesan singkat global kepada pengguna resmi yang berada di atau 1000 km di atas permukaan bumi. Indikator kinerja utama ditunjukkan pada Tabel 4.
(6) BDS menggunakan satelit MEO untuk menyediakan layanan peringatan marabahaya gratis sesuai dengan standar COSPAS-SARSAT, untuk pengguna maritim, penerbangan dan darat di seluruh dunia bersama dengan sistem satelit pencarian dan penyelamatan (SAR) lainnya. Ia mampu menggabungkan layanan dengan menggunakan tautan kembali. Indikator kinerja utama ditunjukkan pada Tabel 5.
Dibandingkan dengan BDS, GPS, GLONASS, Galileo, Navigation with Indian Constellation (NavIC) dan Quasi-Zenith Satellite System (QZSS) juga mampu menyediakan berbagai layanan masing- masing, yang ditunjukkan pada Tabel 6.
Selain keenam layanan di atas, BDS juga tersedia untuk layanan Ground Augmentation System (GAS). Ini menggunakan jaringan komunikasi seluler atau Internet untuk menyediakan pengguna dalam area jangkauan jaringan stasiun referensi, dengan layanan penentuan posisi presisi tinggi pada tingkat meter, desimeter, sentimeter, dan milimeter. Indikator kinerja utama ditunjukkan pada Tabel 7.
2020 adalah tahun tahunan penyebaran konstelasi BDS, serta titik awal BDS di era baru. Pada akhir tahun, BDS akan banyak digunakan di banyak industri seperti keamanan, ekonomi, dan pasar massal (China Satellite Navigation Ofce 2018). Misalnya, produk BDS telah memasuki lebih dari 120 negara dan wilayah di dunia. Baik aplikasi tradisional maupun yang baru berkembang berkembang. Aplikasi BDS dalam feld tradisional seperti transportasi, pertanian, kehutanan, fsheries kelautan, survei, informasi geografis, listrik dan energi, pemantauan bencana telah dikembangkan dalam skala yang lebih besar dan pencapaiannya juga telah ditunjukkan lebih lanjut (Betz et al. 2019). Dalam felds yang muncul seperti internet industri, Internet of Tings, dan Internet of Vehicles, aplikasi inovatif seperti mengemudi otonom, parkir, dan logistik muncul dalam aliran tanpa akhir. Pada tahun 2035, pembangunan sistem spasial-
temporal yang komprehensif akan memberikan dukungan baru bagi pengguna domestik dan global (Yang 2016).
H. Pengaplikasian Sistem Navigasi Biedou
Produk dasar seperti chip navigasi satelit Beidou, modul, antena, dan papan merupakan dasar penerapan sistem Beidou. Melalui penelitian intelijen kolektif tentang navigasi satelit, negara kita telah mencapai kendali independen atas produk dasar navigasi satelit, membentuk rantai industri yang lengkap, dan secara bertahap menerapkannya pada berbagai bidang perekonomian nasional dan pembangunan sosial. Dengan perkembangan teknologi seperti Internet, data besar, komputasi awan, dan Internet of Things, aplikasi produk dasar Beidou yang tertanam dan terintegrasi secara bertahap semakin kuat, sehingga menghasilkan manfaat integrasi yang signifikan.
Sistem Navigasi Beidou (BeiDou), yang dikembangkan oleh China, telah menemukan berbagai pemanfaatan dalam berbagai bidang usaha. Berikut adalah beberapa cara di mana Beidou digunakan:
1. Industri Transportasi: Beidou digunakan dalam transportasi darat, laut, dan udara untuk navigasi akurat dan pengelolaan armada. Ini membantu mengoptimalkan rute, meningkatkan efisiensi, dan memastikan keamanan transportasi.
2. Keamanan Publik: Beidou mendukung aplikasi keamanan publik seperti pemantauan kendaraan, penegakan hukum, dan manajemen lalu lintas. Ini membantu meningkatkan respons darurat dan keamanan masyarakat.
3. Pertanian: Petani dapat menggunakan Beidou untuk pemetaan lahan, manajemen irigasi, dan pemantauan pertanian. Ini membantu meningkatkan hasil panen dan efisiensi pertanian.
4. Penghutanan: Beidou membantu dalam pemantauan hutan, pengelolaan sumber daya alam, dan perlindungan lingkungan. Ini memungkinkan pemantauan area terpencil dan pengambilan keputusan yang lebih baik.
5. Perikanan: Beidou digunakan dalam manajemen perikanan, pelacakan kapal, dan pemantauan zona penangkapan ikan. Ini membantu mengelola sumber daya laut secara berkelanjutan.
6.
Komunikasi: Beidou juga menyediakan layanan komunikasi pesan singkat dan pelaporan lokasi.I. Perbedaan antara BeiDou dan GPS
BeiDou Navigation Satellite System (BDS) dan Global Positioning System (GPS) adalah dua sistem navigasi satelit yang memiliki perbedaan dan keunggulan masing-masing. Berikut adalah beberapa perbedaan utama antara keduanya:
Konstruksi dan Waktu Operasional:
a. GPS: Dikembangkan oleh Departemen Pertahanan Amerika Serikat pada tahun 1973. Konstelasi GPS mulai beroperasi secara global pada tahun 1993.
b. BeiDou: Mengalami tiga tahap konstruksi. Tahap pertama (BeiDou-1) beroperasi pada tahun 2000 dengan hanya tiga satelit. Tahap kedua (COMPASS) beroperasi pada tahun 2012 dengan 16 satelit yang mencakup wilayah Asia-Pasifik. Tahap ketiga (BeiDou-3) diluncurkan pada tahun 2015 dengan total 35 satelit dan cakupan global.
Frekuensi Komunikasi:
a. GPS: Menggunakan satu frekuensi untuk komunikasi antara satelit dan pengguna.
b. BeiDou: Menggunakan dua frekuensi, sehingga lebih tahan terhadap gangguan dari gedung atau perangkat elektronik lainnya. Hal ini membuat BeiDou lebih cocok digunakan di lingkungan perkotaan.
Akurasi:
a. GPS: Akurasi di bawah 4,9 meter.
b. BeiDou: Akurasi di bawah 1 meter. BeiDou menawarkan presisi hingga tingkat sentimeter dan dominan di ponsel pintar China.
Jumlah Satelit:
a. GPS: Konstelasi GPS memiliki 24 satelit.
b. BeiDou: BeiDou-3 memiliki total 35 satelit yang mencakup seluruh dunia.
Referensi :
• Wikipedia https://id.wikipedia.org/wiki/Sistem_Satelit_Navigasi_BeiDou
• Lu et al. Satell Navig (2020) 1:27 Global capabilities of BeiDou Navigation Satellite System https://doi.org/10.1186/s43020-020-00025-9 Satellite Navigation https://satellite- navigation.springeropen.com/