makalah gnss

1

BAB 1

PENDAHULUAN

1.1. LATAR BELAKANG

Geodesi Satelit adalah sub-bidang ilmu geodesi yang menggunakan bantuan

satelit (alam ataupun buatan manusia) untuk menyelsaikan problem-problem geodesi,

yaitu yang terkait dengan penentuanposisi, penentuan medan gaya berat, serta

penentuan variasi temporal dan spasial dari posisis dan medan gaya berat.

GNSS merupakan suatu sistem satelit yang terdiri dari konstelasi satelit yang

menyediakan informasi waktu dan lokasi, memancarkan macam-macam sinyal dalam

berbagai frekuensi secara terus menerus, yang tersedia di semua lokasi di atas

permukaan bumi.GNSS memiliki peran penting dalam bidang navigasi. GNSS yang

ada saat ini adalah Global Positioning System (GPS) milik Amerika Serikat, Global

Navigation Satellite System (GLONASS) milik Rusia, Galileo milik Uni Eropa, dan

Compass/ Beidou milik Cina. India dan Jepang telah mengembangkan kemampuan

GNSS regional dengan meluncurkan sejumlah satelit ke antariksa untuk menambah

kemampuan yang sudah disediakan oleh sistem global dalam menyediakan tambahan

cakupan regional. (UNOOSA, 2011)

Sistem satelit navigasi global/GNSS terdiri dari segmen antariksa, segmen

pengendali dan segmen pengguna.Segmen antariksa (satelit) memancarkan sinyal

navigasi kepada segmen pemakai, yang dikendalikan stasiun pengendali di

Bumi.Satelit navigasi terdiri dari konstelasi satelit dengan cakupan global.Fungsi

satelit-satelit tersebut mengirim sinyal ke receiver yang dipasang di pesawat terbang,

kapal laut, kendaraan bermotor dan manusia, untuk dapat menentukan posisi-posisi

mereka.

1.2. TUJUAN

Adapun tujuan dari pembahasan GNSS (Global Navigation Satellite System)

adalah:

a. Agar mahasiswa mengetahui jenis orbit dari GNSS

b. Agar mahasiswa memahami cara kerja dari GNSS

c. Agar mahasiswa mengenal sinyal yang dipakai oleh GNSS

GNSS ( Global Navigation Satellite System )

2

d. Agar mahasiswa memahami penggunaan GNSS khususnya dalam bidang Geodesi

1.3. MANFAAT

Adapun manfaat dari pembahasan GNSS (Global Navigation Satellite System)

adalah:

a. Mahasiswa mampu memahami jenis orbit dari GNSS

b. Mahasiswa mampu menjelaskan cara kerja dari GNSS

c. Mahasiswa mampu memahami sinyal-sinyal yang dipakai oleh GNSS

d. Mahasiswa mampu memahami penggunaan GNSS khususnya dalam bidang

Geodesi

1.4. BATASAN MASALAH

Adapun batasan masalah dari pembahasan GNSS (Global Navigation Satellite

System) adalah:

a. Hanya membahas GNSS global yaitu GPS dan GLONASS

b. Hal-hal yang dibahas adalah jenis orbit, segmen kerja dan penggunaan GNSS

khususnya dalam bidang Geodesi

BAB 2


3

DASAR TEORI

2.1. PENGERTIAN

GNSS adalah singkatan dari Global Navigation Satellite System, dan

merupakan istilahgeneric standar untuk sistem navigasi satelityang menyediakan

informasi posisi, kecepatandan waktu dengan jangkauan global.Istilah ini mencakup

misalnya GPS, GLONASS,Galileo, dan sistem Beidou regional lainnya.Teknologi

GNSS muncul pertama kali oleh Departemen Pertahanan Amerika Serikat, dengan

adanya teknologi NAVSTAR-GPS.GNSS digunakan untuk kepentingan sipil dan

militer. Seperti Survei dan Pemetaan, Geologi, Hiking, Navigasi Laut dan Udara dll

Sampai saat ini terdapat 2 (dua) sistem satelit navigasi global yang telah

beroperasi dan memberikan pelayanan secara global, yaitu sistem satelit navigasi

global GPS milik Amerika Serikat dan sistem satelit navigasi global GLONASS milik

Rusia.Sistem satelit navigasi global tersebut, utamanya GPS telah dimanfaatkan oleh

berbagai negara, termasuk Indonesia, untuk berbagai kepentingan baik militer maupun

sipil. Untuk kepentingan militer, antara lain telah digunakan perang, sedangkan untuk

kepentingan sipil antara lain digunakan dalam sistem informasi geografi, pemantauan

gempa, dan untuk pelacak kendaraan. Amerika Serikat dan Rusia masih terus mening-

katkan kemampuan sistem satelitnya tersebut sehingga dapat meningkatkan

pelayanannya termasuk untuk kepentingan komersial.

Negara-negara lainnya yang sedang mengembangkan sistem satelit navigasi-

nya adalah (i) Sistem Galileo milik Eropa yang dikembangkan Uni Eropa bekerja-

sama dengan European Space Agency (ESA) direncanakan akan selesai pada tahun

2015 , (ii) Sistem navigasi regional Beidou, dikembangkan Cina, juga akan selesai

pada tahun 2015, (iii) Sistem navigasi India Regional Navi-gational Satellite System

(IRNSS) yang dikembang-kan oleh India direncanakan akan selesai pada tahun 2014,

dan (iv) Quasi-Zenith System Satellite (QZSS) yang dikembangkan oleh Jepang

direncanakan akan beroperasi pada tahun 2013.

2.2. JENIS ORBIT

a. Orbit Progade


4

Orbit prograde yaitu orbit yang sudut inklinasi orbitnya (i) memenuhi

hubungan : 0° < i < 90° dan sudut inklinasi tersebut dihitung berlawanan arah jarum

jam di titik nodal (ascending node), dari bidang ekuator ke bidang orbit. Pada orbit

prograde pergerakan satelit dalam orbitnya searah dengan rotasi Bumi.

Gambar 2.1 Orbit Prograde

Pada sistem GPS ( Global Positioning System ) mempunyai orbit dengan sudut

inklinasi 550 dari ekuator.Sedangkan pada sistem GLONASS (Global’naya

Navigatsionnaya Sputnikovaya Sistema) mempunyai orbit dengan sudut inklinasi

64,80 dari ekuator.

b. Medium Earth Orbit (MEO)

Medium Earth Orbit yaitu suatu orbit satelit di angkasa yang mengelilingi bumi

dengankarakteristik antara lain :

Tinggi orbit : sekitar 6.000 – 12.000 km, di atas permukaan bumi

Periode Orbit : 5 – 12 jam

Kecepatan putar : 19.000 km/jam

Waktu Tampak : 2 – 4 jam per hari

Delay Time : 80 ms ( Waktu perambatan gelombang dari stasiun bumi ke satelit

dan kembali lagi ke stasiun bumi)

Jumlah Satelit : 10 – 12 (Global Coverage)

Penggunaan : Satelit Citra, Cuaca, Mata-mata, sistem telekomunikasi bergerak

(mobile)misalnya satelit Oddysey dan ICO.

2.3. GLOBAL POSITIONING SYSTEM(GPS)

a. Sejarah dan Status


5

GPS adalah sistem radio navigasi dan penentuan posisi menggunakan

satelit.Nama formalnya adalah NAVSTAR GPS, kependekan dari NAVigation

Satellite Timing and Ranging Global Positioning System.Sistem yang dapat digunakan

oleh banyak orang sekaligus dalam segala cuaca ini, didesain untuk memberikan posisi

dan kecepatan tiga dimensi yang teliti, dan juga informasi mengenai waktu, secara

kontinyu di seluruh dunia.Aristektur dari sistem GPS disetujui oleh Departemen

Pertahanan Amerika Serikat pada tahun 1973.Satelit yang pertama diluncurkan pada

tahun 1978, dan secara resmi sistem GPS dinyatakan operasional pada tahun 1994.

Biaya pembangunan sistem GPS yang pernah dilaporkan adalah sekitar 10 milyar

USD, sementara biaya operasi dan pemeliharaan per tahunnya berkisar dari 250

sampai 500 juta USD.

b. Segmen Kerja

Segmen Satelit

Satelit GPS dapat dianalogikan sebagai stasiun radio angkasa, yang

diperlengkapi dengan antena-antena untuk mengirim dan menerima sinyal –sinyal

gelombang.Sinyal-sinyal ini selanjutnya diterima oleh receiver GPS di/dekat

permukaan bumi, dan digunakan untuk menentukan informasi posisi, kecepatan,

maupun waktu.Selain itu satelit GPS juga dilengkapi dengan peralatan untuk

mengontrol ‘tingkah laku’ attitude satelit.

Satelit-satelit GPS dapat dibagi atas beberapa generasi yaitu :

Blok I :Initial Concept Validation Satellites

Blok II :Initial Production Satellites

Blok IIA :Upgraded Production Satellites

Blok IIR :Replenishment Satellites

Blok IIF :Follow-On “Suistainment” Satellites

Satelit GPS Blok I adalah generasi satelit percobaan (Initial Concept

Validation Satellites), dan pertama kali diluncurkan pada tanggal 22 Februari

1978.Sejak saat itu sampai tahun 1985, ada 11 satelit Blok I yang

diluncurkan.Meskipun satelit Blok I hanya dimaksudkan sebagai satelit percobaan,

tetapi sejak awal satelit-satelit Blok I ini sudah banyak digunakan oleh pihak militer

maupun sipil dengan hasil yang baik.


6

Gambar 2.2.Satelit Blok I GPS

Satelit GPS Blok II adalah satelit GPS operasional generasi pertama, dan

mempunyai nomor SVN (Space Vehicle Number) dari 13 sampai 21.Satelit Blok II

ini dibangun oleh Rockwell International dan diluncurkan mulai Februari 1989

sampai Oktober 1990.Berbeda dengan satelit Blok I, satelit Blok II didesain

sedemikian rupa untuk meminimalkan interaksi dengan stasiun pemantau di Bumi,

dan disampinng itu sebagian besar aktivitas pemeliharaan satelit dapat dilakukan

tanpa mengganggu pengiriman sinyal. Pengiriman data secara periodik dari segmen

pengontrol ke satelit juga tidak akan mengganggu pelayanan yang diberikan oleh

satelit tersebut. Satelit Blok II ini mempunyai kapasitas penyimpanan data selama

14 hari, ketimbang 3,5 hari pada satelit Blok I.

Satelit Blok IIA, yang juga dibangun oleh Rockwell International

mempunyai nomor SVN dari 22 sampai 40. Satelit Blok IIA pada dasarnya identik

dengan satelit Blok II, dengan satu pengecualian yaitu seandainya stasiun pemantau

satelit tidak dapat mengirimkan ppesan navigasi yang baru ke satelit, maka satelit

akan mampu mengirimkan pesan navigasi yang terakhir sampai selama 180 hari.

Meskipun dari sisi pengguna innformasi orbit yang dikirimkan dalam hal ini

ketelitiannya berkurang dengan waktu, namun setidaknya sistem satelit tetap

beroperasi dan dapat digunakan.

Satelit Blok II/IIA didesain untuk memberikan pelayanan selama 7,3 tahun,

dan setiap satelit memilikik 4 jam atom: 2 Cesium dan 2 Rubidium; serta memiliki

kemampuan Selective Availability (SA) dan Anti Spoofing (AS). Satelit Blok II/IIA

ini diluncurkan dari Cape Canaveral Air Force Station dengan menggunakan Delta

II MLV (Medium Launch Vehicle).


7

Gambar 2.3.Bentuk Tipikal Satelit GPS Blok II/IIA

Gambar 2.4.Cape Canaveral Air Force Station

Satelit Blok IIR adalah generasi satelit GPS setelah satelit Blok IIA yang

dibangun oleh General Electric, dan mempunyai nomor SVN dari 41 sampai 62.

Satelit pertama diluncurkan pada tanggal 17 Januari 1997, tetapi hancur karena

kegagalan dalam proses peluncurannya. Karakteristik yang spesifik dari satelit Blok

IIR ini adalah kemampuannya untuk melakukan navigasi yang sifatnya

mandiri.Dalam hal ini, satelit Blok IIR dapat menciptakan pesan navigasinya

sendiri tanpa pengiriman dari stasiun pengontrol di Bumi.Dengan kemampuannya

ini sistem dapat menjaga ketelitiannya secara baik meskipun cukup lama tidak

melakukan kontak dengan segmen pengonntrol di Bumi. Satelit Blok IIR didesain


8

untuk memberikan pelayanan selama 7,8 tahun dan setiap satelit mempunyai jam

atom: 1 Cesium dan 2 Rubidium; serta memiliki kemampuan SA dan AS.

Gambar 2.5.Bentuk Tipikal Satelit GPS Blok IIR

Satelit Blok IIF adalah generasi satelit GPS yang menggantikan generasi

satelit Blok IIR.Dalam hal ini Angkatan Udara AS merencanakan membeli

sebanyak 33 buah satelit Blok IIF.

Gambar 2.6.Bentuk Tipikal Satelit GPS Blok IIF

Sampai saat ini ada 24 satelit GPS yang secara terus menerus berada

dimasing-masing lintasannya di 6 orbit geostationer sekeliling planet bumi. Orbit


9

satelit GPS bersudut 55o terhadap ekuator dengan ketinggian rata-rata 20.200 km

dari permukaan bumi. Setiap satelit beratnya ± 800 kg dan bergerak dalam orbitnya

dengan kecepatan ± 4 km/detik.Jarak antar satelit diatur agar minimal 4 satelit yang

bergeometri baik dari setiap tempat di permukaan bumi pada setiap saat. Setiap

satelit ini memancarkan sinyal gelombang radio pada 2 frekwensi, yaitu 1575,24

MHz (sinyal L1/kode P) dan 1227,60 MHz (L2).

Gambar 2.7.Konfigurasi Orbit Satelit-satelit GPS

Gambar 2.8.Distribusi Satelit GPS

Segmen Sistem Kontrol

Segmen sistem kontrol berfungsi mengontrol dan memantau operasional

satelit dan memastikan bahwa satelit berfungsi sebagaimana mestinya. Fungsi ini

mencakup beberapa tugas dan kewajiban, antara lain:


10

Menjaga agar semua satelit masing-masing berada di posisi orbitnya yang

seharusnya.

Memantau status dan kesehatan dari semua sub-sistem satelit.

Memantau panel matahari satelit, level daya baterai, dan propellant level yang

digunakan untuk manuver satelit.

Menentukan dan menjaga waktu sistem GPS.

Kelayakgunaan satelit-satelit GPS tersebut dimonitor dan dikontrol oleh

segmen kontrol yang terdiri dari beberapa stasiun pemonitor dan pengontrol yang

tersebar di seluruh dunia, yaitu di pulau Ascension, Diego Garcia, Kwajalein,

Hawaii, dan Colorado Springs. Disamping memonitor dan mengontrol kesehatan

seluruh satelit beserta seluruh komponennya, segmen kontrol ini juga berfungsi

menentukan orbit dari seluruh dari seluruh satelit GPS yang merupakan informasi

vital untuk penentuan posisi dengan satelit.

Secara spesifik, segmen sistem kontrol terdiri dari Ground Antenna Station

(GAS), Monitor Station (MS), Prelaunch Compatibility Station (PCS), dan Master

Control Station (MCS).

Gambar 2.9.Lokasi Stasiun Sistem Kontrol GPS


11

Gambar 2.10.Skema Kerja Sistem Kontrol GPS

Segmen Receiver

Segmen receiver merupakan bagian utama dari segmen pengguna yang

terdiri dari pengguna GPS, baik di darat, laut, maupun udara. Dalam hal ini alat

penerima sinyal GPS ( GPSreceiver ) diperlukan untuk menerima dan memproses

sinyal -sinyal dari satelit GPS untuk digunakan dalam penentuan posisi, kecepatan

dan waktu. Komponen utama dari suatu receiver GPS secara umum adalah antena

dengan pre-amplifier, bagian RF dengan pengidentifikasi sinyal dan pemroses

sinyal, pemroses mikro untuk pengontrolan receiver, data sampling dan pemroses

data ( solusi navigasi ), osilator presisi , catu daya, unit perintah dan tampilan, dan

memori serta perekam data.

Gambar 2.11.Komponen Utama Receiver GPS


12

Pengklasifikasian receiver GPS dapat dilakukan dengan berbagai cara, yaitu

antara lain berdasarkan fungsinya, data yang direkamnya, jumlah kanalnya, ataupun

penggunanya.

Berdasarkan jenis data yang direkam atau diberikan, receiver GPS dapat

diklasifikasikan sebagai berikut, yaitu:

Receiver kode-C/A (contohnya receiver tipe navigasi dan tipe pemetaan)

Receiver kode-C/A + fase-L1 (contohnya receiver tipe geodetik satu

frekuensi)

Receiver kode-C/A + fase-L1 + fase-L2 (contohnya receiver tipe geodetik

dua frekuensi yang menggunakan teknik signal squaring)

Receiver kode-C/A + kode-P + fase-L1, L2 (contohnya receiver tipe geodetik

dua frekuensi kode-P)

Jika dilihat dari fungsinya, secara umum receiver GPS dapat

diklasifikasikan secara skematik seperti pada gambar 11 berikut:

Gambar 2.12.Klasifikasi Receiver GPS

Receiver GPS penentuan posisi tipe navigasi kadang disebut dissebut tipe

genggam (handheld receiver) umumnya digunakan untuk menentukan posisi

absolut secara instan yang tidak menuntut ketelitian tinggi. Receiver navigasi tipe

sipil memiliki ketelitian sekitar 50-100 m, dan untuk tipe militer dapat memberikan

ketelitian sekitar 10-20 m. Harga dari receiver tipe navigasi ini juga umumnya

cukup murah. Receiver GPS tipe genggam juga terdiri dari berbagai merek yang

beredar di pasaran.


13

Gambar 2.13.Contoh Receiver GPS Tipe Navigasi Tipe Sipil dan Tipe Militer

Receiver GPS penentuan posisi tipe pemetaan juga memberikan data

pseudorange (kode-C/A) seperti halnya receiver tipe navigasi. Hanya bedanya,

pada receiver tipe pemetaan, data tersebut direkam dan dipindahkan ke komputer

untuk diproses lebih lanjut. Oleh sebab itu, receiver tipe pemetaan ini dapat

digunakan untuk penentuan posisi secara diferensial, dan dalam hal ini ketelitian

yang dapat diberikan sekitar 1-5 m. Contoh aplikasi dari receiver GPS tipe

pemetaan adalah untuk survei dan pemetaan geologi dan pertambangan,

peremajaan peta, serta pembangunan dan peremajaan basis data SIG.

Gambar 2.14.Contoh Receiver Tipe Pemetaan

Receiver GPS penentuan posisi tipe geodetik merupakan tipe receiver

yang paling canggih, paling mahal, dan juga paling presisi pada tipe receiver GPS


14

untuk penentuan posisi. Oleh sebab itu, receiver tipe geodetik umumnya digunakan

untuk aplikasi-aplikasi yang menuntut ketelitian yang relatif tinggi, seperti untuk

pengadaan titik-titik kontrol geodesi, pemantauan deformasi, dan studi

geodinamika.

Gambar 2.15.Contoh Receiver GPS Tipe Geodetik

Berbeda dengan receiver untuk penentuan posisi, receiver GPS untuk

penentuan waktu didesain hanya untuk memberikan informasi waktu ataupun

frekuensi yang teliti.Receiver ini umumnya dilengkapi dengan keluaran 1 pps

(pulse per second). Beberapa receiver GPS tipe ini juga dilengkapi dengan receiver

Lorran-C, dalam rangka untuk meningkatkan keandalannya. Beberapa yang

lainjuga dilengkapi jam atom Rubidium atau Cesium, dalam rangka untuk

meningkatkan stabilitas jangka pendek dan jangka panjangnya.

Disamping untuk penentuan waktu dan frekuensi secara teliti, receiver GPS

tipe ini juga dapat disunakan unntuk aplikasi-aplikasi seperti transfer antar benua,

sinkronisasi jaringan telekomunikasi digital, maupun sinkronisasi jaringan

pembangkit tenaga listrik.


15

Gambar 2.16.Contoh Receiver GPS untuk Penentuan Waktu

2.4. Globalnaya Navigatsionnaya Sputnikovaya Sistema (GLONASS)

a. Sejarah dan Status

GLONASS merupakan singkatan Globalnaya Navigatsionnaya Sputnikovaya

Sistema atau Global Navigation Satellite System, adalah sistem navigasi radio yang

berbasiskan satelit yang dioperasikan oleh Russian Aerospace Defence untuk

pemerintah Rusia. GLONASS melengkapi dan memberikan alternatif dari Global

Positioning System (GPS) dan saat ini sistem navigasi hanya alternatif dengan cakupan

global dan presisi yang sama

Pengembangan GLONASS dimulai di Uni Soviet pada tahun 1976. Dimulai

pada 12 Oktober 1982, roket banyak meluncurkan satelit ke sistem sampai " konstelasi

" selesai pada 1995. Pada awal 2000, di bawah presiden Vladimir Putin, restorasi

sistem itu menjadi prioritas tinggi pemerintah dan pendanaan secara substansial

meningkat.Saat ini, GLONASS merupakan program yang paling mahal dari Russian

Federal Space Agency, menghabiskan sepertiga dari anggaran tahun 2010.

Pada tahun 2010, GLONASS telah mencapai cakupan 100% dari Rusia

wilayah itu dan pada bulan Oktober 2011, konstelasi orbital penuh 24 satelit

dipulihkan, memungkinkan cakupan global yang penuh. Desain satelit GLONASS

telah mengalami beberapa upgrade, dengan versi terbaru yang GLONASS-K .

b. Segmen Kerja

Segmen Satelit

Kontraktor utama dari program GLONASS adalah Reshetnev Information Satellite

Systems (sebelumnya disebut NPO-PM). Perusahaan yang terletak di


16

Zheleznogorsk, adalah desainer dari semua satelit GLONASS, bekerja sama dengan

Institute for Space Device Engineering (bahasa Rusia: РНИИ КП) dan Russian

Institute of Radio Navigation and Time. Produksi berkala satelit dilakukan oleh

perusahaan Polyot PC di Omsk .

Selama tiga dekade pengembangan, desain satelit telah melalui banyak perbaikan,

dan dapat dibagi menjadi tiga generasi: GLONASS yang asli (sejak 1982),

GLONASS-M (sejak 2003), dan GLONASS-K (sejak 2011). Setiap satelit

GLONASS memiliki desain GRAU 11F654, dan masing-masing juga memiliki

desain militer "Cosmos-NNNN".

Generasi Pertama

Generasi pertama satelit GLONASS (juga disebut Uragan) kesemuanya 3-

sumbu yang stabil, umumnya memiliki berat 1.250 kg dan dilengkapi dengan

sistem propulsi sederhana untuk memungkinkan relokasi dalam konstelasi.

Seiring waktu, dilakukan pengembangan menjadi Blok IIa, IIb, dan IIV, dengan

pengembangan setiap blok evolusioner.

Enam satelit Blok Iia diluncurkan di 1985-1986 dengan standar waktu dan

frekuensi yang lebih baik dari prototype, dan stabilitas frekuensi yang

meningkat.Satelit-satelit ini juga menunjukkan umur hidup rata-rata 16 bulan

operasional.Satelit Blok Iib dengan desain 2 tahun masa hidup, muncul pada

tahun 1987, dimana total 12 satelit diluncurkan, tapi setengah dari jumlah itu

hancur dalam kecelakaan kendaraan peluncuran. Enam satelit yang berhasil

mencapai orbit bekerja dengan baik, beroperasi selama rata-rata hampir 22

bulan.

Blok IIV adalah yang paling produktif dari generasi pertama.Digunakan

secara eksklusif 1988-2000 dan terus dimasukkan dalam peluncuran sampai

2005, total 25 satelit diluncurkan.Didesain untuk hidup selama tiga tahun,

namun berbagai satelit melebihi tiga tahun, dengan satu model yang hidup

sampai 68 bulan.

Satelit Blok II yang biasanya diluncurkan tiga buah pada satu waktu dari

Kosmodrom Baikonur menggunakan Proton-K Blok-DM-2 atau Proton-K Briz-

M boosters.Satu-satunya pengecualian adalah ketika pada dua peluncuran,

sebuah satelit reflektor geodetik Etalon diganti oleh sebuah satelit GLONASS.


17

Generasi Kedua

Generasi kedua dari satelit, yang dikenal sebagai Glonass-M,

dikembangkan awal tahun 1990 dan pertama kali diluncurkan pada tahun

2003.Satelit ini memiliki masa hidup tujuh tahun dan berat sekitar 1.480 kg.

Ukuran satelit adalah sekitar 2,4 m (7 ft 10 in) dengan diameter 3,7 m (12 kaki)

tinggi, dengan rentang panel surya 7,2 m (24 kaki) untuk kemampuan

pembangkit tenaga listrik sebesar 1600 watt pada saat peluncuran. Struktur

payload belakang menjadi tempat 12 antena utama untuk transmisi L-

band.Reflektor laser sudut kubus juga dilakukan untuk membantu dalam

penentuan orbit yang tepat dan penelitian geodesi. Satelit ini juga

menggunakan jam atom Cesium.

Total sebanyak 14 satelit generasi kedua diluncurkan sampai akhir

2007.Seperti generasi sebelumnya, satelit-satelit generasi kedua diluncurkan

sejumlah tiga satelit sekali waktu menggunakan Proton-K Blok-DM-2 atau

Proton-K Briz-M boosters.

Gambar 2.17.Bentuk Tipikal Satelit GLONASS-M

Generasi Ketiga

GLONASS-K adalah sebuah peningkatan dari generasi sebelumnya, yaitu

pada segi bobot.Bobot satelit GLONASS-K sekitar 750 kg, jauh lebih ringan

dibandingkan bobot satelit GLONASS-M yang sekitar 1450 kg.Satelit ini

memiliki masa hidup operasional 10 tahun. Satelit generasi ketiga

mengirimkan sinyal navigasi yang lebih banyak untuk meningkatkan akurasi

sistem, termasuk sinyal CDMA baru pada band L3 dan band L5 yang akan

menggunakan modulasi mirip dengan GPS modern, Galileo ,dan Compass.


18

Satelit GLONASS generasi ini dipersenjatai peralatan yang canggih yang

dibuat dari komponen-komponen dari Rusia yang akan membuat akurasi

GLONASS meningkat dua kali lipat. Seperti halnya dengan satelit sebelumnya,

GLONASS-K adalah 3-sumbu yang stabil dengan panel surya ganda.Satelit

GLONASS-K pertama berhasil diluncurkan pada 26 Februari 2011.

Karena pengurangan bobot satelit, GLONASS-K dapat diluncurkan

berpasangan dari lokasi peluncuran Kosmodrom Plesetsk dengan

menggunakan biaya jauh lebih rendah Soyuz-2.1b boostersatau enam satelit

pada sekali waktu dari Kosmodrom Baikonur menggunakan Proton-K Briz-M.

Gambar 2.18.Bentuk Tipikal Satelit GLONASS-K

Segmen Sistem Kontrol

Segmen kontrol darat melakukan kontrol satelit GLONASS.Segmen sistem

kontrol terdiri dari System Control Center (SCC) yang terletak di wilayah Moskow,

dan beberapa stasiun Telemetry, Tracking, dan Control (TT & C) yang

terdistribusikan ke seluruh wilayah Rusia. Segmen Kontrol Darat melakukan tugas

sebagai berikut:

Pemantauan orbit konstelasi

Menyesuaikan parameter orbit satelit secara berkelanjutan

Mengupload program waktu, perintah kontrol, dan informasi khusus

Agar operasional sistem navigasi satelit menjadi normal, sangat penting

untuk menyinkronkan semua proses yang terjadi selama operasi sistem. Artinya,

proses ini akan berlangsung pada skala waktu yang tunggal. Untuk memenuhi


19

persyaratan ini, Synchronization System yang memuat Central Synchronizer yang

merupakan sebuah stasioner standar frekuensi hidrogen ultra-stabil, yang

digunakan sebagai dasar untuk skala waktu GLONASS.Semua skala waktu pada

satelit disinkronisasi dengan skala waktu sistem.Central Synchronizer

disinkronisasikan dengan Waktu Negara dan Referensi Frekuensi, yang terletak di

C. Mendeleev (wilayah Moskow).

Penyebaran dan pemeliharaan orbital konstelasi dilakukan oleh dua roket

sistem ruang angkasa, satu berdasarkan peluncur "Proton" dan satu lainnya

berdasarkan peluncur "Soyuz". Setiap sistem roket ruang meliputi:

Sistem peluncur

Sistem booster

Sistem satelit

Gambar 2.19.Lokasi Stasiun Sistem Kontrol GLONASS

Segmen Receiver

Dari jenis data yang dikirim atau direkam, satelit GLONASS mengirimkan

dua jenis sinyal, yaitu sinyal Standard Precission (SP) dan sinyal High Precission

(HP).

Sinyal menggunakan pengkodean DSSS dan modulasi Binary Phase-Shift

Keying (BPSK) yang sama seperti pada sinyal GPS. Semua satelit GLONASS

mengirimkan kode yang sama seperti sinyal SP mereka, namun setiap pengiriman


20

dilakukan pada frekuensi yang berbeda menggunakan 15-kanal berteknik

Frequency Division Multiple Access (FDMA) yang mencakup kedua sisi baik dari

1602,0 MHz, yang dikenal sebagai band L1. Pusat frekuensi adalah 1602 MHz + n

× 0.5625 MHz, dimana n adalah nomor saluran frekuensi satelit (n = -7, -6, -5, ... 0,

..., 6, sebelumnya n = 0, .. , 13). Sinyal yang ditransmisikan dalam kerucut 38 °,

dengan menggunakan polarisasi melingkar tangan kanan, pada EIRP antara 25

hingga 27 dBW (316-500 watt). Perhatikan bahwa konstelasi 24 satelit

diakomodasi dengan hanya 15 saluran dengan menggunakan kanal frekuensi yang

sama untuk mendukung pasangan satelit antipodal (sisi berlawanan dari planet di

orbit).

Sinyal HP (L2) disiarkan di fase quadrature dengan sinyal SP, berbagi

gelombang pembawa sama dengan sinyal SP, tetapi dengan bandwidth yang

sepuluh kali lebih tinggi dari sinyal SP.

Sinyal L2 menggunakan FDMA sama dengan sinyal band L1, tetapi

mengirimkan membelakangi 1246 MHz dengan frekuensi pusat ditentukan oleh

persamaan 1246 MHz + n × 0,4375 MHz, dimana n mencakup kisaran yang sama

seperti untuk L1.

Pada efisiensi puncak, sinyal SP menawarkan akurasi posisi horisontal

dalam 5-10 meter, posisi vertikal dalam 15 meter, mengukur vektor kecepatan jarak

10 cm / detik, dan waktu dalam 200 ns, semua didasarkan pada pengukuran dari

empat generasi pertama satelit secara bersamaan; satelit baru seperti GLONASS-M

memperbaiki ini. Sinyal HP yang lebih akurat yang tersedia untuk pengguna yang

berwenang, seperti Militer Rusia. Saat ini, sinyal referensi sipil tambahan disiarkan

di band L2 dengan kode SP identik dengan sinyal band L1. Ini tersedia dari semua

satelit di konstelasi saat ini, kecuali satelit bernomor 795.

GLONASS menggunakan datum koordinat bernama "PZ-90", di mana

lokasi yang tepat dari Kutub Utara diberikan sebagai rata-rata posisinya 1900-

1905.Hal ini berbeda dengan datum koordinat GPS, WGS 84, yang menggunakan

lokasi Kutub Utara pada tahun 1984. Pada tanggal 17 September 2007, datum PZ-

90 telah diperbarui agar berbeda dari WGS 84 kurang dari 40 cm (16 in) dalam

arah tertentu.


21

Merk receiver GLONASS sangat beraneka ragam, seperti Septentrio,

Topcon, JAVAD, Magellan Navigation, Novatel, Leica Geosystems, Trimble Inc,

dan lain-lain.

2.5. APLIKASI SISTEM SATELIT NAVIGASI GLOBAL

Satelit navigasi global diaplikasikan untuk keperluan militer dan untuk keperluan

sipil, antara lain (Global Positioning System, 2009):

a. Militer

Sistem satelit navigasi global digunakan untuk keperluan perang, seperti

menuntun arah bom, atau mengetahui posisi pasukan berada. Dengan cara ini maka

bisa mengetahui teman dan lawan untuk menghindari salah target ataupun

menentukan pergerakan pasukan. Salah satu contoh dalam perlombaan senjata antar

benua ICBM (Intercontinental Ballistic Missile) maka dalam menentukan lokasi

yang tepat dari lokasi misil yang di tembakkan oleh musuh.Maka dengan

mengetahui lokasi secara tepat bisa menghancurkan musuh beserta seluruh

perangkat persenjataan mereka.

b. Sipil

Sistem satelit navigasi global diguna-kan sebagai alat navigasi seperti kompas.

Beberapa jenis kendaraan telah dilengkapi dengan sistem satelit navigasi global

seperti GPS untuk alat bantu navigasi dengan menambah peta, sehingga bisa

digunakan untuk memandu pengendara. Dengan demikian, pengendara bisa

mengetahui jalur mana yang sebaiknya dipilih untuk mencapai tujuan yang

diinginkan. Teknologi ini telah digunakan di Indonesia. Dengan kelengkapan

data yang ada, berbagai kemungkinan rute perjalanan dapat diperoleh. Hal ini

sangat membantu apabila saat terjebak kemacetan, dan dengan mudah dapat

mengambil jalan terdekat, karena perangkat navigasi secara otomatis akan me-

rerouting jalur baru untuk sampai ketujuan. Di samping itu juga sistem GPS

navigasi dapat dipasang di pesawat terbang, kapal laut, tank, kapal selam, mobil,

truk, dan yang lainnya.

Sistem satelit navigasi global juga dapat digunakan dalam sistem informasi

geografi seperti dalam pembuatan peta, antara lain untuk mengukur jarak

perbatasan, ataupun sebagai referensi pengukuran. Beberapa contoh penggunaan

menawarkan display peta yang di pandu sistem satelit GPS. Setelah terhubung


22

dengan sistem GPS, maka semua peta yang lengkap dengan nama jalan dan

tempat layanan publik pun akan terlihat di monitor.

Sistem satelit navigasi global (seperti GPS) juga dapat digunakan untuk

pemantauan gempa. Dengan kete-litian yang tinggi bisa digunakan untuk

memantau pergerakan tanah, yang ordenya hanya milimeter dalam setahun.

Selain itu, juga dapat digunakan untuk pemantauan pergerakan tanah yang

bermanfaat untuk memperkirakan terjadinya gempa, baik pergerakan vulkanik

ataupun tektonik.

Sistem satelit navigasi global (seperti GPS) juga dapat digunakan sebagai

pelacak kendaraan. Dengan bantuan GPS, pemilik kendaraan/pengelola armada

bisa mengetahui keberadaan kendaraan serta arah pergerakannya. Sistem ini

telah digunakan di Indonesia, di mana polisi dapat meringkus seorang pencuri

mobil dengan bantuan sistem GPS yang dipasang di mobilnya.

Sistem satelit navigasi global (seperti GPS) juga dapat digunakan untuk studi

Ionosfer dan Troposfer. Satelit tersebut akan memancarkan sinyal-sinyal

gelombang elektro-magnetik yang sebelumnya diterima antena receiver GPS

akan melewati medium lapisan-lapisan atmosfer dan troposfer (Aplication

Global Positioning System-GPS, 2011).


23

BAB 3

PENUTUP

3.1. KESIMPULAN

Dari uraian pada pembahasan dapat disimpulkan bahwa :

a. GNSS termasuk pada Orbit prograde dan Medium Earth Orbit (MEO).

b. Sinyal yang dipakai adalah sinyal L-band yaitu L1 dan L2.

c. Segmen Kerja GNSS adalah Segmen Angkasa, Segmen Kontrol dan Segmen

Pengguna.

d. Teknologi GNSS secara umum lebih baik dari metode pemetaan konvensional.

e. Teknologi GNSS mampu memberikan informasi posisi yang lebih akurat (sampai

level militer) dimanapun di permukaan bumi.

f. Teknologi GNSS dapat memberikan informasi posisi lebih cepat dan mudah

(dibanding metode lain ).


24

DAFTAR PUSTAKA

Abidin, Dr. Hasanuddin Z. 2001.“ Geodesi Satelit “. Bandung: Pradnya Paramita

Aditiya, S.Kom., Arif. “Mengenal Survei dengan Global Navigation Satellite System”

Bakara, Jakondar.2011. “Perkembangan sistem Satelit Navigasi Global dan Aplikasinya”. Penelitian Bidang Pengkajian Kedirgantaraan Nasional, LAPAN.

Permadi, Arif Nur. 2012. “Tugas I Survei Satelit :Global navigation Satellite System(GNSS)”. Bandung: Teknik Geodesi dan Geomatika ITB.

Prasetyaningsih, Dina. “Partisipasi Indonesia dalam Pembahasan Sistem Satelit Navigasi Global (Global Navigation Satellite System) dalam siding UNCOPUOS”. Penelitian Bidang Pengkajian Kedirgantaraan Internasional, Pusat Pengkajian dan Informasi Kedirgantaraan, LAPAN.

Seeber, Gunter. 2003. “ Satellite Geodesy: 2nd completely revised and extended edition “. New York: Walter de Gruyter.

Wellenhof, Hofmann dkk. 2007. “ GNSS – Global Navigation Satellite System “. New York: Springer Wien.

http://gps-gnss.blogspot.com/2011_09_01_archive.html


http://gps-gnss.blogspot.com/2011_09_01_archive.html

Documents

makalah gnss