geosat-1

5/28/2018 geosat-1

1/37

oleh :

Dr. Hasanuddin Z. AbidinJurusan Teknik GeodesiInstitut Teknologi Bandung

Jl. Ganesha 10, Bandung 40132

e-mail : [email protected]

versi Januari 2006

TRANSPARANSI KULIAHGD-2213. Geodesi Satelit - I

5/28/2018 geosat-1

2/37

Materi Kuliah

Pendahuluan

Sistem Koordinat Sistem Waktu

Sistem Orbit

Propagasi Sinyal Sistem dan Aplikasi

- SLR (Satellite Laser Ranging)- LLR (Lunar Laser Ranging)- VLBI (Very Long Baseline Interferometry)- Satelit Altimetri- Satelit Navigasi (Doppler,GPS,Glonass)

Hasanuddin Z. Abidin, 2002

5/28/2018 geosat-1

3/37

Buku Referensi

GEODESI SATELITby Hasanuddin Z. Abidin, Pradnya Paramita, Jakarta, 2001

SATELLITE GEODESY, FOUNDATIONS, METHODS,AND APPLICATIONS,by Gunter Seeber, Walter de Gruyter, Berlin, 2003.

GEODESYby Wolfgang Torge, Alter de Gruyter, Berlin, 2000


UTAMA :

TAMBAHAN :

5/28/2018 geosat-1

4/37

Kalau hanya buka buku sih, dia juga bisa

5/28/2018 geosat-1

5/37

SISTEM PENILAIAN

Penilaian Nilai Akhir :- 50 % (UTS + UA)- 50 % Tugas

Absensi Berpengaruh.

Tidak Mengumpulkan Satu TugasTidak Lulus

Nyontek Pada Saat Ujian Tidak Lulus


5/28/2018 geosat-1

6/37

GDGD--22132213GeodesiGeodesi SatelitSatelit -- II

Bagian IPENDAHULUAN

5/28/2018 geosat-1

7/37

GEODESI ?

"geo daisia" = "dividing the earth""geo daisia" = "dividing the earth"

geo = = earthdaisia = = I divide

1. Termasuk profesi yang palind tua di dunia ini.

2. Secara semantik, berasal dari kata-kata :


5/28/2018 geosat-1

8/37

Definisi Geodesi

Definisi Klasik :

Ilmu tentang pengukuran dan pemetaan permukaan Bumi.

(Helmert, 1880)

Definisi Modern :

Disiplin ilmu yang mempelajari tentang pengukuran dan

perepresentasian dari Bumi dan benda-benda langitlainnya, termasuk medan gaya beratnya masing-masing,dalam ruang tiga dimensi yang berubah dengan waktu.

(International Association of Geodesy)


5/28/2018 geosat-1

9/37

Definisi Geodesi (OSU, 2001)

GEODESI adalah bidang ilmu inter-disiplin yangmenggunakan pengukuran-pengukuran pada

permukaan Bumi serta dari wahana pesawat danwahana angkasa untuk

mempelajari bentuk dan ukuran dari Bumi, planet-planetdan satelitnya, serta perubahan-perubahannya;

menentukan secara teliti posisi serta kecepatan darititik-titik ataupun obyek-obyek pada permukaan Bumi

atau yang mengorbit Bumi dan planet-planet dalam suatusistem referensi tertentu; serta

mengaplikasikan pengetahuan tersebut untuk berbagai

aplikasi ilmiah dan rekayasa dengan menggunakanmatematika, fisika, astronomi, dan ilmu komputer.


5/28/2018 geosat-1

10/37

Penentuan Posisi

Penentuan Medan

Gaya Berat

Variasi Temporaldari Posisi dan

Medan Gaya Berat


Bidang Kajian ILMU GEODESI

5/28/2018 geosat-1

11/37

Ruang LingkupRuang Lingkup GEODESIGEODESI

Pengumpulan Data

Pengolahan danManipulasi Data

PerepresentasianData & Informasi

PemanfaatanPeta & Sistem Informasi

Darat

Laut Udara

Angkasa

TEORITIS

PRAKTIS Geomatika


5/28/2018 geosat-1

12/37

Geodesi GEOMETRIK Geodesi FISIK

Geodesi MATEMATIK

Geodesi DINAMIK

Geodesi SATELIT

Geodesi KELAUTAN Geodesi GEOFISIK

Dan seterusnya

Pembagian

Konvensional


Sub-Disiplin GEODESI

5/28/2018 geosat-1

13/37

GEODESI SATELIT

Geodesi Satelit adalah bidang ilmu geodesi yang

menggunakan bantuan satelit (alam ataupun buatanmanusia) untuk menyelesaikan problem-problem

geodesi.

Geodesi Satelit meliputi teknik-teknik pengamatandan perhitungan yang digunakan untuk memecahkan

problem-problem geodesi dengang menggunakan

pengukuran-pengukuran yang teliti ke, dari, dan antarasatelit buatan yang umumnya dekat dengan permukaan

bumi [Seeber, 1993].


5/28/2018 geosat-1

14/37


Sistem Koordinat

Sistem Waktu

Teori Orbit

Sinyal & Propagasi

Aplikasi

Pengolahan Data

Sistem Pengamatan

dan Pengukuran

Dinamika Satelit

GEODESISATELIT

ASPEK GEODESI SATELIT

5/28/2018 geosat-1

15/37

Peran dan Fungsi Satelit (1)

Sebagai target atau

wahana pengukur

- Bersifat geometrik

- METODE GEOMETRIK

dari GEODESI SATELIT

Sebagai sensor atauprobedari medan gaya berat bumi

- Bersifat dinamik

- METODE DINAMIK

dari GEODESI SATELITHasanuddin Z. Abidin, 1995

5/28/2018 geosat-1

16/37

Peran dan Fungsi Satelit (2)

METODE DINAMIK

METODE GEOMETRIK

Ref. : Seeber (1993) Hasanuddin Z. Abidin, 1997

5/28/2018 geosat-1

17/37

KEUNTUNGAN PENGGUNAAN SATELIT

DIBANDINGKAN METODE TERESTRIS, PENGGUNAAN SATELITMEMPUNYAI BEBERAPA KEUNTUNGAN :

Wilayah cakupannya relatif lebih luas.

Dapat mengamati/mengukur parameteryang lebih banyak dan lebih beragam.

Dapat mengamati lebih baik dinamika suatu fenomena.

Operasionalisasinya bersifat lebih kontinyu.

Memberikan nilai dan ketelitian parameter dalam suatusistem yang umumnya terdefinisi secara baik dan jelas(sistem koordinat global, tiga-dimensi, dan homogen).

Relatif lebih tidak dipengaruhi oleh cuaca, kondisitopografis, ataupun batas-batas politis/administratif.


5/28/2018 geosat-1

18/37

20.000 km

Satelit GPS

SatelitGPS

Satu titikdi balik gunung

Receiver

KEUNTUNGAN

PENGGUNAANSATELIT

Cakupan satelityang relatif luas

Relatif tidak dibatasioleh topografi

di antara titikHasanuddin Z. Abidin, 1997

5/28/2018 geosat-1

19/37

VLBI

SLR

GPS

1 10 100 1000 10000

0

10

20

30

40

Terestris

TRANSIT

Doppler

INS = Inertial

Navigation

System

INS

Jarak antar titik (km)

Ketelitianrelatifjarakantartitik(da

lamc

m)

KEUNTUNGAN PENGGUNAAN SATELIT

Ref. : Seeber, 1993 Hasanuddin Z. Abidin, 1997

5/28/2018 geosat-1

20/37

PROBLEM DASAR GEODESI SATELIT

Penentuan posisi 3D yang telitisecara global, regional,

maupun lokal.

Penentuan medan gaya berat bumi

dan fungsi-fungsi linearnya(seperti geoid yang teliti).

Pengukuran dan pemodelandari fenomena geodinamika,seperti pergerakan kutub, rotasi bumi,

dan deformasi kerak bumi.Hasanuddin Z. Abidin, 1995

5/28/2018 geosat-1

21/37

METODE PENGAMATAN GEODESI SATELIT

BUMI ke ANGKASA. Satellite photography

. (Satellite/Lunar) Laser Ranging

. Satelit Navigasi

(Doppler, GPS, Glonass)

ANGKASA ke BUMI. Satelit altimetri

. Spaceborne laser

. Satelit gradiometri

ANGKASA ke ANGKASA

. Satellite-to-satellite tracking (SST)Hasanuddin Z. Abidin, 1995

5/28/2018 geosat-1

22/37

METODE PENGAMATAN GEODESI SATELIT

Bulan

Quasar

Bintang

Satelit GPS

Satelit SLR

Satelit Doppler

Satelit

FotografiSatelit

TRANSIT(Doppler)

SLR GPSLLR

VLBI

AstronomiGeodesi

BUMI

Hasanuddin Z. Abidin, 1995Ref. : [Wells et.al., 1986].

5/28/2018 geosat-1

23/37

OPERASIONALISASI SISTEM GEODESI SATELIT

SISTEM

1884 2004AstronomiGeodesi

SatelitFotografi

1957 1964

SLR 1964

LLR 1969

VLBI 1965

Satelit Altimetri 1973

Satelit Navigasi 1964

PERIODE OPERASIONAL


PARAMETER UTAMA YANG DIBERIKAN

5/28/2018 geosat-1

24/37

PARAMETER UTAMA YANG DIBERIKANOLEH SISTEM GEODESI SATELIT

No.Parameter utama yang

diberikanSistem

1 Posisi (absolut dan relatif)

serta variasi spasial dan

temporalnya

Satelit Fotografi, SLR, LLR,

VLBI, Spaceborne laser,

Satelit Navigasi

2 Gaya berat serta variasi

spasial dan temporalnya.

Satelit Gradiometri,

Satellite-Satellite-Tracking

(SST)

3 Karakteristik muka laut

serta variasi spasial dan

temporalnya

Satelit Altimetri


5/28/2018 geosat-1

25/37

PERKEMBANGAN GEODESI SATELIT

Periode 1958 - 1970Pembangunan metode-metode dasar untuk pengamatan satelit,

dan untuk perhitungan dan analisa dari orbit satelit.

Periode 1970 - 1980Masa dari proyek-proyek ilmiah

Periode 1980 - 1993Masa dari aplikasi teknik-teknik satelit dalam bidang geodesi,

geodinamika, dan surveying.

Periode 1993 sekarang.Masa pemanfaatan yang meluas dan intensif dari sistem-sistem

satelit navigasi, altimetri, dan inderaja.


5/28/2018 geosat-1

26/37

Periode 1958 - 1970

Periode ini dapat dianggap sebagai periode pembangunan metode-metode dasar untuk pengamatan satelit, dan untuk perhitungandan analisa dari orbit satelit.

Yang perlu dicatat dalam periode ini adalah pembangunan danpemanfaatan metode fotografi satelit, penentuan koeffisienharmonik utama dari geopotential, serta publikasi dari model-model bumi pertama, yaitu SAO-SE I sampai SAO-SE III dan GEM.

Periode ini juga ditandai dengan peluncuran satelit pertama yangmembawa reflektor laser di tahun 1964, sehingga memulai erasistem SLR.

Disamping itu sejak 1965, sistem VLBI juga mulai menjadi salah

satu teknik standar yang digunakan untuk aplikasi geodetik. Sistem satelit navigasi TRANSIT (Doppler) dinyatakan operasional

pada tahun 1964; dan pada tahun 1969 dengan ditempatkannyasuatu kelompok reflektor di permukaan Bulan oleh misi Apollo 11,

era metode LLR juga dimulai.


Periode 1958 - 1970

5/28/2018 geosat-1

27/37

1958: peluncuran satelit EXPLORER-1 dan Vanguard-I

1958: parameter penggepengan Bumi ditentukan dari penjejakansatelit dengan metode satelit fotografi (f = 1/298.3)

1959: pembuktian bahwa Bumi berbentuk "pear-shape"dari analisa orbit satelit Vanguard yang dijejak dengan

metode satelit fotografi.1960: peluncuran satelit TRANSIT-1B,1960: peluncuran satelit ECHO-1,1962: peluncuran satelit ANNA-1B,

1962: koneksi Perancis dengan Aljazair secara geodetik.1964: koneksi antara beberapa datum geodetik yang penting

dengan tingkat ketelitian sekitar 50 m.1964: peluncuran satelit pertama yang dilengkapi dengan reflektor

laser, yaitu satelit BEACON-Explorer B1964: sistem satelit navigasi TRANSIT operasional untuk militer.1967: sistem satelit navigasi TRANSIT operasional untuk pihak sipil.1969: Misi Apollo 11 menempatkan suatu kelompok reflektor

di permukaan Bulan.Hasanuddin Z. Abidin, 2001

Periode 1958 - 1970

5/28/2018 geosat-1

28/37

Periode ini adalah periode pelaksanaan dari proyek-

proyek ilmiah geodesi satelit. Pada periode ini teknik-teknik pengamatan barudikembangkan atau dipercanggih, seperti SLR, LLR(Lunar Laser Ranging) dan Satelit Altimetri.

Metode satelit altimetri mulai berkembang sejakdiluncurkannya satelit-satelit yang membawa radaraltimeter, yaitu Skylab (1973) dan GEOS-3 (1975).

Disamping itu periode ini juga ditandai denganmaraknya penggunaan sistem satelit TRANSIT untuksurvey geodetik, serta penyempurnaan model-model

bumi.Hasanuddin Z. Abidin, 2001

PERIODE 1970 - 1980

PERIODE 1970 1980

5/28/2018 geosat-1

29/37

1970: publikasi peta gayaberat global Bumi berorder 16serta hubungannya dengan tektonik lempeng,

1972: publikasi dari GEM (Goddard Earth Model) yangberketelitian sampai derajat dan order 12,1972: peluncuran satelit inderaja yang pertama

LANDSAT-1,1973: peluncuran satelit altimetri Skylab,1975: peluncuran satelit laser ranging STARLETTE,1975: peluncuran satelit altimetri GEOS-3,

1976: penentuan geoid laut dari analisa datasatelit altimetri,

1976: peluncuran satelit laser ranging LAGEOS-1,

1978: peluncuran satelit navigasi GPS yang pertama.


PERIODE 1970 - 1980

5/28/2018 geosat-1

30/37

Periode 1980 - 1993

Periode ini adalah masa dari aplikasi

teknik-teknik satelit dalam bidang

geodesi, geodinamika, dan surveying.Disamping itu metode satelit GPS

untuk survey dan pemetaan juga

mulai banyak dimanfaatkan ketimbangmetode-metode terestris.

1982: peluncuran satelit navigasi GLONASS pertama.

1986: peluncuran satelit inderaja SPOT-1,1991: peluncuran satelit inderaja ERS-1,

1992: peluncuran satelit altimetri TOPEX/POSEIDON,

1992: peluncuran satelit inderaja JERS-1.Hasanuddin Z. Abidin, 2001

5/28/2018 geosat-1

31/37

Periode 1993 - 2000

1995: peluncuran satelit inderaja RADARSAT-1,

1996: peluncuran satelit inderaja ADEOS-1,1999: peluncuran satelit inderaja inderaja teliti

IKONOS.

Pemanfaatan yang meluas dan intensif darisistem-sistem satelit navigasi, altimetri, dan inderaja

(remote sensing) seperti GPS, Topex/Poseidon, IKONOS,dan Synthetic Aperture Radar (SAR).


APLIKASI GEODESI SATELIT

5/28/2018 geosat-1

32/37


(Geodesi Global)

Penentuan model dari Bumi, termasukdimensi dari ellipsoid referensi nya.

Penentuan model medan gaya berat Bumi,

termasuk geoid globalnya. Studi-studi geodinamika.

Pengadaan kerangka referensi global.

Unifikasi datum-datum geodesi(termasuk datum regional, datum nasional,

dan datum lokal)Hasanuddin Z. Abidin, 1995


5/28/2018 geosat-1

33/37


(Studi Geodinamika) Pengadaan jaringan pemantau (monitoring

network) untuk mempelajari pergerakanlempeng (plate/crustal motions) ataupunsistem sesar (fault system).

Penentuan parameter-parameter pergerakankutub (polar motion) dan

rotasi bumi (earth rotation).

Penentuan parameter-parameters dari pasangsurut bumi (solid earth tides).



5/28/2018 geosat-1

34/37


(Kontrol Geodetik)

Pengadaan kerangka dasar titik kontrol

(nasional maupun lokal).

Pembangunan jaringan titik kontrol 3-D yang homogen.

Analisa dan peningkatan kualitas darikerangka titik kontrol terestris yang ada.

Pengkoneksian kerangka geodetik antar pulau.

Densifikasi dan ekstensifikasi dari jaringan titik kontrol.


Jaring Titik Kontrol Dasar Nasional

5/28/2018 geosat-1

35/37

Jaring Titik Kontrol Dasar Nasional

SEMUA DITENTUKAN DENGAN SISTEM SATELIT GPS

Jaring Stasiun Tetap GPS (BAKO) Kerangka Dasar Orde-0 (BAKO)

- puluhan titik, ibukota propinsi + kota-kota besar.

Kerangka Dasar Orde-1 (BAKO)- ratusan titik, ibukota kabupaten/kota + kota-kota.

Kerangka Dasar Orde-2 (BPN)- Interval sekitar 10 km, seluruh Indonesia di luar hutan.

Kerangka Dasar Orde-3 (BPN)- Interval 1-2 km, seluruh Indonesia di luar hutan.



5/28/2018 geosat-1

36/37


(Navigasi & Geodesi Kelautan)

Navigasi, baik untuk wahana darat, laut,

udara, maupun angkasa.

Penentuan posisi untuk keperluan surveipemetaan laut (hidrografi, oseanografi,

geologi kelautan, geofisika kelautan,eksplorasi, eksploitasi, dll).

Pengkoneksian antar stasion pasut (unifikasi

datum tinggi). Penentuan SST (Sea Surface Topography).

Penentuan pola arus dan gelombang.


Tugas 1 : Sistem Penentuan Posisi

5/28/2018 geosat-1

37/37

Tugas-1 : Sistem Penentuan PosisiWaktu Penyelesaian = 1 minggu

Satelit Fotografi

Transit (Doppler)

SLR (Satellite Laser Ranging)

GPS (Global Positioning System)

LLR (Lunar Laser Ranging) VLBI (Very Long Baseline Interferometry)

Astronomi Geodesi

Karakteristik Umumnya

Parameter yang diketahui

Besaran yang diukur

Cara mendapatkan posisi titik dari parameter dan besaran di atas.

Diberikan sistem-sistem penentuan posisi berikut :

Jelaskan secara singkat untuk setiap sistem di atas :

Documents

geosat-1