Fakultas teknik sipil dan perencanaan institut teknologi padang

GEODESI SATELIT

Makalah tentang Sistem Acuan dan Kerangka Acuan



Disusun Oleh :

Irfan Ferdian Putra

2013510019

Dwi Marsiska Driptufany

FAKULTAS TEKNIK SIPIL DAN PERENCANAAN

INSTITUT TEKNOLOGI PADANG

T.P 2015/2016

Pendahuluan

Posisi suatu titik dapat dilihat secara kuantitatif melalui koordinat yang ditetapkan pada suatu sistem koordinat terestris dengan titik nol pada pusat bumi atau geosentris ataupun pada permukaan bumi yang disebut toposentris. Agar koordinat ini konsisten dan standar diperlukan suatu sistem yang bisa menyatakan koordinat. Sistem tersebut adalah sistem referensi koordinat, atau sering juga disebut sistem koordinat dan realisasinya dinamakan kerangka referensi koordinat.

Gambar 1, Koordinat Toposentris dan Geosentris

Sistem referensi koordinat adalah sistem (termasuk teori, konsep, deskripsi fisis serta standard dan parameter) yang digunakan dalam pendefinisian koordinat dari suatu atau beberapa titik dalam ruang (Abidin, HA 2001).

Datum adalah suatu framework yang bisa mendefinisikan suatu sistem koordinat yang mencakup ellipsoid dan parameter lainnya. Ada dua cara untuk menentukan datum dengan cara tradisional yaitu dengan menggunakan 2 datum terdiri dari datum vertical dan darum horizontal dan dengan cara modern yang berdasarkan pada beberapa titik yang sudah terdefinisi..

Datum Vertikal digunakan sebagai acuan untuk arah vertikal (ketinggian). Sedangkan datum horisontal digunakan sebagai referensi untuk posisi arah X dan Y yang didefinisikan dengan menggunakan ellipsoid yang mendekati harga geoid dan titik asal.

Penentuan datum dengan cara modern berdasarkan pada titik titik yang sudah terdefinisi biasanya menggunakan beberapa titik yang kemudian digunakan untuk mendefinisikan suatu datum dihitung dalam bentuk Internasional Terrestrial Reference Frame (ITRF) menjadi suatu kerangka fiducial. Walaupun perhitungan koordinatnya dalam bentuk 3 dimensi, biasanya yang diambil hanya komponen horisontalnya saja.

Dengan adanya teknologi GPS penggunaan datum yang geosentris sudah menjadi suatu keharusan, sehingga semua koordinat harus dikonversikan kedalam datum ini. Dengan pengkonversian ini penggunaan koordinat akan menjadi lebih mudah lagi.

Dalam penetapan datum harus memperhatikan hal-hal sebagai berikut (Kahar, J 2008):

1. Menetapkan ellipsoid putaran sebagai bidang acuan hitungan geodetic dengan menetapkan setengah sumbu panjang a dan pegepengan f,

2. Menentukan koordinat awal (φ, λ, h)

3. Menentukan azimuth dari titik datum ke titik jaringan geodetic lainnya,

4. Mengukur jarak dari titik datum ke titik jaringan geodetic lainnya itu,

Terestrial Reference System (TRS) didefinisikan sebagai tri-dimensi kerangka acuan dan ikut berputar dengan bumi. Titik pangkal O letaknya dekat dengan geocenter dan 3 sumbu Ox, Oy dan Oz saling ortogonal satu sama lain. Ox Oy letaknya berada di bidang ekuator dan arah sumbu Z adalah sumbu rotasi dekat dengan bumi (Conventional Terrestrial System-CTS) dari pusat bumi ke arah Conventional International Origin (CIO), dan pusat bumi sebagai titik pangkal system CTS. CIO adalah posisi kutub utara rata-rata bola langit yang diamati dari tahun 1900 – 1905 yang ditetapkan dan tercantum dalam Resolusi No 19 IUGG pada General Assembly ke 14 di Zurich.

1. 
   ICRS (INTERNATIONAL CELESTIAL REFERENCE SYSTEMS)
   

Merupakan dasar untuk pengukuran fundamental posisi dan gerakan bendalangit. The PIKR mendefinisikan konstanta standar, data, dan algoritma untuk pengolahan dan interpretasi pengamatan astrometric tepat, efektif membangunruang-tetap sistem koordinat di langit.

Titik nol sistem koordinat adalah pusat massa dari sistem matahari dalam kerangka relativitas

Sumbu-X mengarah ketitik semi dari IERS

Sumbu-Z mengarah ke CEP dari IERS yang didefinisikan oleh model konvensidari IAU

Sumbu-Y tegak lurus sumbu X dan Z, dan membentuk sistem koordinat tangan kanan.

2. 
   ITRS (Internasional Terrestrial Reference System)
   

Sumbu-X mengarah ketitik semi dari IERS

Sumbu-Z mengarah ke CEP dari IERS yang didefinisikan oleh model konvensidari IAU

Sumbu-Y tegak lurus sumbu X dan Z, dan membentuk sistem koordinat tangan kanan

  

Menjelaskan prosedur untuk menciptakan frame referensi yang cocok untuk  digunakan dengan pengukuran pada atau dekat permukaan bumi. Hal inidilakukan dalam banyak cara yang sama bahwa standar fisik bisa digambarkansebagai satu set prosedur untuk menciptakan standar yang realisasi.

The ITRS mendefinisikan geosentris sistem koordinat dengan menggunakan SI sistem pengukuran.

 

Merupakan geosentris, pusat massa yang ditetapkan untuk seluruh bumi, termasuk lautan dan atmosfer.

Satuan panjang adalah meter (SI). Skala ini konsisten dengan waktu TCGkoordinat untuk kerangka lokal geosentris, dalam perjanjian dengan SPI danIUGG (1991) resolusi. Hal ini diperoleh dengan pemodelan relativistik yang sesuai.

 Waktu evolusi orientasi dipastikan dengan menggunakan kondisi no-net-rotasiberkaitan dengan gerakan tektonik horisontal di atas bumi.

Awalnya diberikan oleh orientasi BiH di 1.984,0.

Sumbu Y tegak lurus dengan sumbu-sumbu X dan Z dan membentuk systemkoordinat tangan kanan

Sumbu Z mengarah ke kutub CTP yang dinamakan IRP (IERS Reference Pole).

3. 
   Datum Geodetic
   

Datum geodetik atau referensi permukaan atau georeferensi adalah parameter sebagai acuan untuk mendefinisikan geometri ellipsoid bumi. Datum geodetik diukur menggunakan metode manual hingga yang lebih akurat lagi menggunakan satelit parameter datum geodetik.

Jenis geodetik menurut metodenya :

1.      Datum horizontal adalah datum geodetik yang digunakan untuk pemetaan horizontal dan penggunaan datum horizontal geosentrik global sebagai penggganti datum lokal atau regional.

2.  Datum vertikal adalah bidang referensi untuk sistem tinggi ortometris yang digunakan untuk merepresentasikan informasi ketinggian atau kedalaman.Biasanya bidang referensi yang digunakan untuk sistem tinggi ortometris adalah geoid.

Jenis datum geodetik menurut luas areanya :

1.      Datum lokal adalah datum geodesi yang paling sesuai dengan bentuk geoid pada daerah yang tidak terlalu luas. Contoh datum lokal di Indonesia antara lain : datum Genoek, datum Monconglowe, DI 74 (Datum Indonesia 1974), dan DGN 95 (Datum Geodetik Indonesia 1995).

2.      Datum regional adalah datum geodesi yang menggunakan ellipsoid referensi yang bentuknya paling sesuai dengan bentuk permukaan geoid untuk area yang relatif lebih luas dari datum lokal. Datum regional biasanya digunakan bersama oleh negara yang berdekatan hingga negara yang terletak dalam satu benua. Contoh datum regional antara lain : datum indian dan datum NAD (North-American Datum) 1983 yang merupakan datum untuk negara-negara yang terletak di benua Amerika bagian utara,

3.      Datum global adalah datum geodesi yang menggunakan ellipsoid referensi yang sesuai dengan bentuk geoid seluruh permukaaan bumi. Datum datum global yang pertama adalah WGS 60, WGS66, WGS 72, awal tahun 1984 dimulai penggunaan datum WGS 84, dan ITRF.

4. 
   Internasional Terrestrial Reference Frame (ITRF)
   

Bumi selalu berubah bentuk dengan pergerakannya kulit bumi dan untuk mengamati pergerakan ini diperlukan acuan. Terrestrial Reference Frame menyediakan satu set koordinat dari beberapa titik yang terletak di permukaan bumi yang dapat digunakan untuk mengukur lempeng tektonik, subsidence regional dan/atau digunakan untuk mengukur rotasi bumi. Rotasi ini diukur dengan mengacu kepada bingkai yang terikat ke obyek bintang, dan disebut Celestrian Reference Frame. International Earth Rotation and Reference Systems Service (IERS) diciptakan pada tahun 1988 untuk membangun dan memelihara Internasional Celestrial Reference Frame, ICRF, dan Internasional Terrestrial Reference Frame, ITRF. Parameter Orientasi Bumi (Earth Orientation Parameters, EOPs) menghubungkan dua frame tersebut menjadi satu-sama. Frame ini memberikan referensi umum untuk membandingkan pengamatan dan hasil dari lokasi yang berbeda. Saat ini ada empat teknik geodesi utama yang digunakan untuk menghitung koordinat akurat yaitu GPS, VLBI, SLR, dan Doris. Dengan dilengkapi instrumen yang mendukung teknik tersebut dan data yang meningkat secara periodik dari waktu ke waktu.

ITRF dapat diperbaharui secara terus-menerus. 11 realisasi dari ITRS didirikan dari tahun 1988, yang terbaru adalah ITRF2008. Internasional Terrestrial Reference System (ITRS) adalah sistem referensi spasial dunia yang ikut berrotasi dengan Bumi dalam gerakan diurnal di ruang angkasa. IERS bertugas untuk menyediakan referensi global untuk masyarakat astronomi, geodesi dan geofisika, dan mengawasi realisasi ITRS. Realisasi dari ITRS diproduksi oleh IERS Pusat Produk ITRS (ITRS-PC) di bawah nama ITRF. Koordinat ITRF diperoleh dengan kombinasi solusi TRF dihitung oleh pusat analisis IERS menggunakan pengamatan teknik Space Geodesi (GPS, VLBI, SLR, LLR dan Doris). Mereka semua menggunakan jaringan stasiun yang terletak di seluruh bumi

Secara umum karakteristiknya :

1.      Sistem geosentrik, dimana pusat massanya didefinisikan untuk seluruh bumi, termasuk lautan dan atmosfer.

2.      Satuan panjang yang digunakan adalah meter.

3.      Sumbu-Z mengarah ke kutub CTP yang dinamakan IRP (IERS Reference Pole).

4.      Sumbu-X berada dalam bidang meredian Greenwich yang dinamakan IRM (IERS Reference Meredian) dan terletak pada bidang ekuator bumi.

5.      Sumbu-Y tegak lurus dengan sumbu-sumbu X dan Z dan membentuk system koordinat tangan kanan.

6.      Evolusi waktu dari orientasi sistem koordinat dipastikan dengan menerapkan kondisi no net-rotation dalam konteks pergerakan tektonik (horizontal) untuk seluruh permukaan bumi.

Kerangka ITRF juga terikat dengan kerangka ICRF melalui pengamatan VLBI. ICRF merupakan kerangka realisasi dari sistem ICRS, yang direalisasikan dengan suatu set kuasar yang koordinatnya ditentukan oleh metode VBBI. ICRF terdiri dari 608 kuasar yang tersebar secara merata di langit, dan diturunkan dari sekitar 1,6 juta pengamatan dari jaringan observatory di seluruh dunia dalam periode1979-1995. Koordinat dari kuasar ini diberikan dalam sistem ekuatorial asensiorekta yaitu dengan komponen koordinat asensiorekta dan deklinasi. Kuasar yang membangun kerangka referensi ICRF mempunyai kualitas koordinat yang variatif, karena adanya perbedaan dalam sejarah dan strategi pengmatannya.

Ulasan:

ITRF 2008 merupakan refferensi terakhir yang telah di publikasikan yang telah di akui hingga saat ini, seiring perkembangan waktu bukan tidak mungkin sistem refferensi ITRS akan terus mengalami pembaruan (update) guna mendapatkan nilai yang lebih presisi, ini semua di sebabkan karena adanya pergerakan lempeng bumi, yang terus mengalami pergeseran dari tahun ke tahun, sehingga secara automatis setiap titik refferensi juga akan mengalami perubahan juga, guna mengurangi besarnya kesalahan pada saat penggunaan suatu sistem refferensi, maka setiap beberapa tahun sekali akan selalu di perbaharui (update) tergantung dareah yang mengalami pergerakan lempeng secara signifikan.

Saat ini ITRF 2012 telah di susun, hanya tinggal mendapatkan persetujuan saja, karena sistem ITRF adalah suatu sistem refferensi yang di sepakati dan gunakan seluruh dunia.

5. 
   ICRF (INTERNATIONAL CELESTIAL REFERENCE FRAME)
   

ICRF merupakan gabungan dari sub-kelompok Internasional Astronomical Union(IAU). berpusat dibarycenterdariTata Surya, ditetapkan oleh posisi diukur dari 212 sumber extragalactic.

Sumber extragalactic digunakan untuk mendefinisikan ICRF begitu jauh bahwasetiap gerak angular adalah dasarnya nol.

ICRF sekarang digunakan sebagai kerangka acuan standar yang digunakan untuk menentukan posisi planet-planet (termasuk Bumi ) dan obyek astronomi lainnya.

Daftar Pustaka :

http://blogs.itb.ac.id/dadanramdani/2011/09/17/referensi-geodesi/

http://ipingberbagicerita.blogspot.co.id/2012/11/datum-dan-ellipsoid.html

http://yudiyo19.blogspot.co.id/2013/10/pengenalan-geodesi-dan-perkembangannya.html

https://www.scribd.com/doc/53420706/Tugas-sag1