Gadjah Mada University · 2018. 7. 20. · Gadjah Mada University

ats0Rs

Uffiiffi5ER-i

" -d*'.-dt&*--tlFtrt..:.iF!. .:

::-.*J 'JURUSAN TEKNIK CEODESI

FAXULTAS TEKNIK UGT

/-3.r.f,ffi!\t/v\5y

'.i,TJ8iFX"'ff [j[X?-Si

PROSIDING

ffiwreW*ffiekreweffi ffi ffi Srcse &p$&krew$ rcWffi

*€ $*Ssffi#s$ffiYogyakarta, 1? Juli 2t!10

S**i.=ss NssS*s*S

Jurusan Teknik GeodesiFakultas Teknik UGM

Tahun 2010

PROSIDING SEMINAR NASIONAL

GNSS - CORS, PENGEMBANGAN DANAPLIKASINYA DI INDONESIA

PENERBIT

Jurusan Teknik Geodesi Fakuktas Teknik UGMAlamat : J[. Grafika No.2, Yogjakarta, 55281

Telp/Fax : 027 4-520226.Website : www.qeodesi.uqr!.ac.id, Email : [email protected]

Editor : Dr. Ir. T. Aris SunantYo, M.Sc.

Desain Sampul : Gama Hirawan Utomo

DAF'TAR ISI

KATA PENGANTARDAFTAR ISI

A. Makalah KuncicoRS &Its Applications: current & Future challenges and opportunities.Prof, Dr. Chris Rizos

B. KEBIJAKAN DAi\ APLTKASI CORS

B.1. Aplikasi Continuously Operating Reference Stations (CORS) untuk MendukungProgram-Program pertanahan

Deputi Bidang Survei, Pengulatran Dan Pemetaan Badan Pertanahan NasionalRepublik Indonesia ... 22

8.2- Present Status of The Indonesian Permanent GPS Stations Network AndDevelopment

Puntodewo S.S.O And Cecep Subarya 458.3. Menuju ke Jaring RTK

Djavtahir Fahrumazi, Jurusan Teknik Geodesi Fakultas Teknik UGM ... ... 53

C. PENGEMBANGAI{ METODE DAI\[ TEKNOLOGI GNSS-CORS

c.1. coRS danKalman Filter pada penentuan posisi DinamisIr. Soetaat, Dipl., phE... 66

C.2. Komputasi TEC Ionosfer dai Data GNSS-CORS GMUI Jurusan Teknik GeodesiUGMBuldan Muslim, Aris Sunantyo, Djawahir, Sumaryo, Bilal Ma,ruf Dedi Atunggal,Dwi Lestari ... -.- 77c.3. Aplikasi CORS-GNSS untuk coordinate Based Landing system(cBls)Suryanto, Wulan Yustia Sahroni, Yofri Furqani Hakim, Edwin Hendrayana..... 92

D. APLIKASI TEKNOLOGI GNSS-CORS DI BERBAGAI BIDANG

D.1' Tinjauan Status Titik Dasar Teknik dan Prospeknya di Masa Mendatang bagi BpN-RIT. Aris Sunantyo tl4

D-2- Aplikasi Continues Operating Reference Station (CORS) untuk pertambangan diPT. Adaro Indonesia)Mokhamad Zaim Nuhidayat , Syamsul Bahri 130

D.3. Studi Penggunaan Metode RTK-NTRIP dengan Provider Mobile Internet ProtocolTelkomsel, XL, dan Indosat untuk Pengecekan Titik Dasar Teknik Orde-4 di DesaBanyuraden Gamping Sleman, DIYAndresta Sari , T. Aris Sunantyo, Hidayat P, Rqkhmat Aries, Fajar Subhianto.. 149Studi Pemetaan Titik Batas Bidang Tanah Menggunakan Metode RTK NTRIP diDesa Banyuraden, Gamping, Sleman, Yogyakarta

Hidayat P, T. Aris Sunantyo, Rakhmat Aries, Fajar Subhianto.. 168Pembuatan Sistem Pemantauan Pergerakan Titik Hasil Penentuan Posisi MetodeNTRIP RTK Mengunakan Komunikasi DataBerbasis TCP-IPDedi Atunggal, Bilal Ma'ruf, Aditya Yan............ 190Pengkajian Penggunaan CORS untuk Pemantauan Deformasi Gedung Tinggi.Agustan, Soetaat, Sujoko, Hartanto 202

D.4.

D.5.

D.6.

D.7. Tantangan dan Peluang Pengukuran Batas Kawasan Hutan MenyongsongPemanfaatan Kawasan Hutan.

Ir. Ali Arsyad, M.Sc ... 204D.8. Pengkajian Dampak Penerapan Teknologi GNS,S-RZIK Network Untuk Survei

Pertanahan : Sebuah Proposal

Imam Mudita, Rowlsnd P.Sidjabat, Agustan, Herry Sudiartono 217

:,

VI

Seminar Nasional GNSS-CORS Yogyakarta, 17 Juli 2010

Prosiding Seminar Nasional “GNSS CORS: Pengembangan dan Aplikasinya di Indonesia” 190

PEMBUATAN SISTEM PEMANTAUAN PERGERAKAN TITIK

HASIL PENENTUAN POSISI METODE NTRIP RTK

MENGUNAKAN KOMUNIKASI DATA BERBASIS TCP-IP

Dedi Atunggal1, Bilal Ma’ruf

2, Aditya Yan

3

Email: [email protected]

Jurusan Teknik Geodesi Fakultas Teknik Universitas Gadjah Mada

Telp: 0274 6492121 Faks: 0274 520226, http://geodesi.ugm.ac.id

INTISARI

Metode survei RTK (Real Time Kinematic) memanfaatkan layanan NTRIP

(Networked Transport of RTCM via Internet Protocol) dari stasiun CORS (Continually

Operating Reference Station) dapat dimanfaatkan untuk penentuan posisi dan

pemantauan pergerakan titik yang terletak pada pada lokasi tertentu (disebut kemudian

dengan rover station) dari sebuah stasiun kontrol yang terletak jauh dari titik yang

dipantau (disebut kemudian dengan monitor station). Salahsatu format data GNSS

(Global Navigation Satellite System) yang mendukung sistem pemantauan pergerakan

titik jarak jauh secara real-time adalah NMEA (National Marine Electronics

Association). Permasalahan umum yang timbul dalam pembuatan sistem pemantauan

titik secara real-time adalah bagaimana mendesain komunikasi data NMEA dari rover

station ke monitor station, serta menyajikan pergerakan rover station pada monitor

station. Makalah ini membahas tentang pembuatan sistem pemantauan pergerakan titik

hasil penentuan posisi metode NTRIP menggunakan komunikasi data NMEA berbasis

VPN (Virtual Private Network). Pembuatan sistem pemantauan pergerakan titik secara

real-time meliputi pekerjaan yang sangat luas. Penelitian ini difokuskan pada

instrumentasi komunikasi data dan pengamatan pergerakan titik pada monitor station

secara visual.

Katakunci: GNSS CORS, NTRIP RTK, real-time remote monitoring, NMEA, VPN

ABSTRACT

Measurements by using RTK GNSS CORS technologies can be used to define position

as well as to monitor the movement of a point located on a specific locations (known as

rover station) from a control station (monitor station) which is located far from the point

being monitored. Such GNSS data format that supports remote monitoring system is

NMEA (National Marine Electronics Association). One of the problem on developing

remote monitoring system is how to design the NMEA data communication from the

rover station to the monitor station and how to observe the rover station’s movement on

the monitor station. This paper focuses on the development of a monitoring system by

using NMEA data communications through VPN (Virtual Private Network). The

development of real-time remote monitoring system covers a very broad job. This study

focuses on data communications instrumentation and visual observation of the rover

position of the monitoring system.

Keywords: GNSS CORS, NTRIP RTK, real-time remote monitoring, NMEA, VPN

mailto:[email protected]://geodesi.ugm.ac.id/



1. PENDAHULUAN

CORS (Continually Operating Reference Station) adalah stasiun referensi GNSS

(Global Navigation Satellite System) yang beroperasi secara kontinu (24 jam non-stop).

CORS didesain sebagai stasiun referensi teliti yang bukan hanya memperoleh dan

menyimpan data pengukuran, tetapi juga mengirimkan sinyal koreksi yang mendukung

pengukuran GPS secara RTK (Real Time Kinematic) sehingga akurasi posisi yang

diperoleh pengguna dapat ditingkatkan hingga level sentimeter (Chen, 2004). Sinyal

koreksi dikirimkan oleh CORS menggunakan metode NTRIP (Networked Transport of

RTCM via Internet Protocol) melalui jaringan internet ke rover station (Blacker, 2010).

Metode survei pengukuran menggunakan GNSS CORS secara RTK dapat dimanfaatkan

untuk berbagai hal, diantaranya adalah penentuan posisi titik dan pemantauan

pergerakan titik yang terletak pada pada lokasi tertentu (disebut kemudian dengan rover

station) dari sebuah stasiun kontrol yang terletak jauh dari titik yang dipantau (monitor

station).

Salahsatu format data GNSS yang mendukung sistem pemantauan pergerakan

titik jarak jauh adalah NMEA (National Marine Electronics Association). NMEA

adalah format data yang meliputi struktur, isi, dan protokol data GNSS yang diterapkan

untuk keperluan komunikasi GNSS dengan peralatan elektronik lain. NMEA merupakan

data berformat ASCII yang berisi informasi; posisi tiga dimensi (lintang, bujur , dan

tinggi), waktu pengukuran (epoch), banyaknya satelit yang diamat, kualitas data, dan

lain-lain (Hewerdine, 2005). Salahsatu permasalahan yang timbul dalam pembuatan

sistem pemantauan titik secara real-time adalah bagaimana mendesain komunikasi data

NMEA dari rover station ke monitor station, serta menyajikan pergerakan rover station

pada monitor station agar proses pemantauan pergerakan titik dapat diamati dari jarak

jauh secara optimal dan efisien.

Makalah ini akan membahas tentang pembuatan sistem pemantauan pergerakan

titik hasil penentuan posisi metode NTRIP menggunakan komunikasi data berbasis

TCP-IP (Transmission Control Protocol and Internet Protocol) yang disebut VPN

(Virtual Private Network). Pembuatan sistem pemantauan pergerakan titik secara real-

time meliputi pekerjaan yang sangat luas. Penelitian ini difokuskan pada instrumentasi

komunikasi data dan pengamatan pergerakan titik secara visual.



2. METODOLOGI

Sistem pemantauan yang dibangun dalam penelitian ini terdiri atas 3 komponen

utama yaitu; stasiun GNSS CORS, rover station dan monitor station. Stasiun GNSS

CORS yang digunakan dalam penelitian ini adalah CORS GMU1 milik Jurusan Teknik

Geodesi Fakultas Teknik UGM. Rover station yang digunakan terdiri atas 1 unit

receiver GNSS double frequency merk Javad Triumph 1 (frekuensi 1 Hz, dilengkapi

modem GSM), komputer dan modem internet. Monitor station terdiri atas sebuah

komputer dan modem internet. Desain sistem pemantauan dan komunikasi data secara

lengkap disajikan pada Gambar 2.1.

Gambar 2. 1. Desain sistem pemantauan pergerakan titik

Rover station terhubung ke CORS GMU1 melalui koneksi GPRS menggunakan

SIM Card GSM. Penentuan posisi pada rover station dilakukan menggunakan metode

RTK NTRIP dengan memanfaatkan mountpoint SB_GMU1_RTCM3.0 dari CORS

GMU1. Mountpoint tersebut menyediakan streaming sinyal koreksi RTCM versi 3.0

yang memungkinkan pengukuran RTK NTRIP menggunakan satelit GPS dan Glonass

sekaligus. Receiver GNSS pada rover station dihubungkan ke serial port komputer

dengan menggunakan kabel RS-232. Komputer rover station terhubung dengan

komputer monitor station melalui komunikasi data VPN (Virtual Private Network)

menggunakan modem internet. Penggunaan VPN dipilih untuk menjaga tingkat

kestabilan komunikasi data antara rover station dan monitor station. Modem internet



yang digunakan pada rover station terdiri atas 2 buah modem dengan kecepatan

maksimal masing-masing 153 kbps (CDMA 2000) dan 256 kbps (GSM). Penggunaan

dua buah modem berbeda ini ditujukan untuk mengkaji pengaruh kecepatan koneksi

internet dalam komunikasi data NMEA. Selanjutnya dilaksanakan simulasi pemantauan

pergerakan titik untuk mengkaji penerapan sistem yang telah dibangun. Secara umum

simulasi yang dilakukan ada dua, yakni:

1. Simulasi dengan menempatkan rover station pada lokasi terbuka dan pada lokasi

yang berobstruksi, dengan rover station pada posisi diam. Ini dilakukan untuk

mempelajari pengaruh obstruksi terhadap kualitas data posisi rover station.

2. Simulasi dengan menempatkan rover station pada lokasi terbuka dan

menggerakkan rover station ke arah atas bawah, utara-selatan dan timur-barat,

masing-masing sebesar 20cm, 10cm, 5cm, dan 2.5cm, seperti tersaji pada

Gambar 2.2. Hal ini ditujukan untuk mempelajari besar pergerakan rover station

yang bisa diamati secara visual pada monitor station.

Gambar 2. 2 Simulasi pemantauan pergerakan titik dengan

rover station digerakkan ke arah atas bawah

3. HASIL DAN PEMBAHASAN

A. Hasil Data NMEA

Data keluaran yang dihasilkan oleh receiver GNSS pada rover station adalah

posisi 3D dalam format NMEA dengan sampling interval 1 detik. Hasil dari penentuan

posisi selama 1 jam 18 menit 3 detik, dihasilkan data NMEA sebesar 421 kB (4687

baris data NMEA tipe GGA), sehingga untuk setiap detiknya diperoleh data NMEA



GGA dengan besar file 0.09 kB. Gambar 3.1 menampilkan contoh data NMEA yang

diperoleh pada saat pengukuran.

Gambar 3. 1. Data NMEA hasil pengamatan

Dari contoh data NMEA pada Gambar 3.1, pada setiap barisnya terdiri atas data-data

GNSS dengan susunan sebagai berikut:

$GPGGA,044415.00,0745.8297605,S,11022.3500524,E,4,10,0.87,149.3976,M,24.9859,M,1.0,0001*6C

Dalam hal ini,

$GPGGA = global positioning system fix data

044415.00 = waktu pengukuran pada 04:44:15:00 UTC

0745.8297605,S = posisi lintang 7o45.8297605’ LS

11022.3500524,E = posisi bujur 110o22.3500524’ BT

4 = solusi pengukuran RTK fixed (kualitas data)

10 = jumlah satelit yang diterima sebanyak 10 satelit

0.87 = horizontal dilution of precision

149.3976,M = posisi tinggi orthometrik 149.3976 meter

24.9859,M = tinggi geoid (msl) pada elipsoid WGS’84

1.0 = waktu dalam detik sejak DGPS terakhir di-update

0001 = nomor identitas stasiun DGPS

*6C = data checksum, selalu dimulai dengan simbol *

C. Hasil Simulasi Pemantauan Pergerakan Titik

Hasil simulasi pemantauan pergerakan titik ditampilkan pada monitor station

menggunakan perangkat lunak VisualGPSXP versi 3.2. Dalam perangkat lunak ini,

informasi posisi tinggi disajikan pada grafik garis, sedangkan posisi lintang dan bujur



disajikan pada scatter gram. Lain halnya dengan posisi vertikal yang bisa diamati secara

visual real-time pada monitor station, pergerakan posisi horisontal secara visual real-

time sangat sulit untuk diamati pada perangkat lunak ini. Ini dikarenakan sistem

koordinat yang digunakan pada scatter gram berupa lintang bujur. Untuk dapat

mengamati pergerakan titik pada arah horisontal, koordinat lintang bujur dari data

NMEA dirubah kedalam sistem proyeksi UTM, dan disajikan secara manual

menggunakan Microsoft Excel.

Hasil pemantauan pergerakan titik pada rover station dengan posisi diam dan

terletak pada lokasi terbuka, posisi yang diperoleh mempunyai kualitas data berupa

RTK fixed dengan ketelitian sentimeter (± 2 cm). Gambar 3.2 menunjukan visualisasi

data NMEA (untuk komponen tinggi) dengan rover station diam pada cakupan langit

terbuka.

Gambar 3. 2 Visualisasi data NMEA dengan rover station diam

pada cakupan langit terbuka

Hasil yang didapat dari simulasi rover station diam dengan lokasi tidak terbuka

menunjukkan kualitas data yang bervariasi yaitu RTK fixed dan float RTK. Ketelitian

posisi yang didapat bervariasi dari ± 2cm sampai 5m, seperti terlihat pada Gambar 3.3.

Dari rentang ketelitian posisi tersebut, khusus untuk float RTK bervariasi dari 10dm

hingga 5m.

Gambar 3. 3 Visualisasi data NMEA dengan rover station diam

pada cakupan langit tidak terbuka



Pada rover station diam dan bergerak keatas dan kebawah pada lokasi ideal data posisi

yang diperoleh mempunyai kualitas data RTK fixed dengan ketelitian sentimeter.

Dengan kualitas data ini, maka gerakan naik-turun rover station (dalam sentimeter)

dapat terlihat jelas, seperti yang disajikan Gambar 3.4.

Gambar 3.4 Visualisasi data NMEA dengan

rover station bergerak naik turun

Pemantauan posisi dengan rover station diam pada lokasi terbuka dan bergerak timur-

barat dan utara selatan mempunyai kualitas data RTK fixed dengan ketelitian sentimeter.

Gerakan rover station pada arah timur-barat ditampilkan pada Gambar 3.5 sedangkan

pada arah utara-selatan ditampilkan pada Gambar 3.6.

Gambar 3.5 Grafik perubahan absis dengan rover station

bergerak timur-barat



Gambar 3.6. Grafik perubahan ordinat dengan rover station

bergerak utara-selatan

Statistik dari Data NMEA dengan kualitas RTK fixed hasil simulasi pemantauan

pergerakan titik dengan rover station dalam keadaan diam disajikan dalam Tabel 3.1

Tabel. 3.1 Statistik dari Data NMEA dengan kualitas fixed

Statistik X

(cm)

Y

(cm)

Z

(cm)

rata-rata beda posisi antar epoch 0.119 0.101 0.306

beda posisi antar epoch terbesar 1.500 1.600 2.750

beda posisi antar epoch terkecil 0.000 0.000 0.000

simpangan baku nilai posisi 0.109 0.109 0.256

Statistik dari Data NMEA dengan kualitas RTK float hasil simulasi pemantauan

pergerakan titik dengan rover station dalam keadaan diam disajikan dalam Tabel 3.1

Tabel. 3.2 Statistik dari Data NMEA dengan kualitas float

Statistik X

(cm)

Y

(cm)

Z

(cm)

rata-rata beda posisi antar epoch 4.004 6.885 10.413

beda posisi antar epoch terbesar 457.2 997.3 839.160

beda posisi antar epoch terkecil 0.000 0.000 0.000

simpangan baku nilai posisi 17.885 42.877 51.348



Dari hasil yang diperoleh di atas, perubahan posisi sebesar 2,5 cm ( gerakan

terkecil) pada gerakan keatas dan kebawah dan utara-selatan timur-barat rover station,

untuk kualitas data RTK fixed perubahan posisi ini secara visual masih dapat diamati.

C. Analisa Hasil Komunikasi Data NMEA

Analisa pengaruh kecepatan koneksi internet dalam komunikasi data NMEA

secara real-time berbasis TCP/IP dapat dilakukan dengan membandingkan kecepatan

mengunggah/upload speed, mengunduh/download speed (Garramone, 2007), kapasitas

data NMEA yang diperoleh, informasi waktu dalam data NMEA. Komputer monitor

station dalam komunikasi data NMEA berperan untuk mengunduh data sehingga

kecepatan yang berpengaruh adalah download speed. Komputer rover station dalam

komunikasi data NMEA berperan untuk mengunggah data, sehingga kecepatan yang

berpengaruh adalah upload speed. Dari hasil tes kecepatan via speedtest.net diketahui

bahwa monitor station menggunakan koneksi internet broadband Kampus Teknik

Geodesi UGM mempunyai download speed sebesar 0.98 mbps (megabit per second)

atau 122.5 kBps (kilobytes per second), sedangkkan modem pada rover station memiliki

kecepatan mengunggah sebesar 0.04 mbps dan 0.05 mbps. Dari hasil simulasi

komunikasi data diketahui bahwa proses transmisi data mengalami keterlambatan

mengirim data NMEA rata-rata selama 5 detik. Komputer monitor station dengan

download speed sebesar 0.98 mbps tentunya tidak terjadi masalah dalam besarnya data

NMEA yang diunduh. Data NMEA yang diterima, diunduh, divisualisasikan dan

direkam (ditulis ke file) bergantung dari kecepatan rover station dalam mengunggah

data tersebut.

4. KESIMPULAN DAN SARAN

Komunikasi data NMEA hasil penentuan posisi metode NTRIP RTK dari rover

station ke monitor station berbasis TCP/IP melalui koneksi VPN dapat digunakan untuk

proses pemantauan perubahan posisi suatu titik (monitoring) tanpa pengadaan TCP/IP

publik pada rover station. Komunikasi data dengan kecepatan koneksi 153 kbps sudah

cukup memadai untuk sistem pemantauan pergerakan titik secara real time, ini

ditunjukan dengan tidak adanya paket data yang hilang walaupun terjadi keterlambatan

pengiriman data rata-rata 5 detik. Hasil simulasi dari pemantauan posisi titik pada lokasi

yang terbuka, dengan rover station diam dan bergerak, menghasilkan perubahan data



posisi rata-rata per epoch yang berurutan sebesar 0.2 cm, perubahan data posisi terbesar

rata-rata sebesar 2 cm, dan simpangan baku rata-rata sebesar 0.16 cm, menunjukan

bahwa perubahan posisi sebesar 2.5 cm masih dapat diamati. Hasil simulasi dari

pemantauan posisi titik pada lokasi dengan cakupan langit tidak terbuka dengan rover

station pada posisi diam, menghasilkan perubahan data posisi rata-rata per epoch yang

berurutan sebesar 7.1 cm, perubahan data posisi terbesar rata-rata sebesar 763.56 cm,

dan simpangan baku rata-rata sebesar 37.37cm.

Daftar Pustaka

Blacker, C., 2010, Means of Delivering RTK Correction Signal, Precision Decision Ltd,

New York-USA.

Chen. R., 2004, Test Results of an Internet RTK System Based on the NTRIP Protocol,

Finnish Geodetic Institute, Masala-Finland.

Garramone, dkk, 2007, Real Time Kinematics GPS Positioning Using Web-Based

Corrections, GEOS 2007, Matera-Italy.

Hewerdine, W., 2005, NMEA Reference Manual, SiRF Technology Inc, San Jose.



Biografi Penulis

Dedi Atunggal ST M.Sc adalah salahsatu staf pengajar Jurusan

Teknik Geodesi FT-UGM yang aktif melakukan penelitian di bidang

aplikasi teknologi GNSS. Beberapa karya ilmiah terpilihnya telah

dimuat di conference internasional seperti; ION GNSS 2008, Map

Asia 2007 dan Map Asia 2008.

Bilal Ma’ruf ST MT adalah salahsatu staf pengajar Jurusan Teknik

Geodesi FT-UGM yang aktif meneliti tentang jaring GPS, studi

deformasi berbasis GPS, dan studi pemantauan gerakan massa tanah

pada daerah rawan longsor.

Aditya Yan adalah mahasiswa program S1 Jurusan Teknik Geodesi

FT-UGM yang banyak bergelut dalam penelitian pembuatan sistem

pemantauan pergerakan titik secara real-time.

Prosiding_Seminar_GNSS_CORS.pdf (p.1-4)D5 - Pembuatan Sistem Pemantauan Pergerakan Titik Hasil Penentuan Posisi Metode NTRIP RTK Mengunakan Komunikasi Data Berbasis TCP-IP.pdf (p.5-15)

Documents

Gadjah Mada University · 2018. 7. 20. · Gadjah Mada University