Ilmu Pelayaran Elektronik

Jenis – Jenis Speed Log

Water Reference speed log. 

dimana data kecepatan kapal diukur terhadap kecepatan gerak air relatif sekitar transducer, atau terhadap tekanan air dinamik (dynamic pressure) yang timbul pada waktu kapal bergerak maju. Diantaranya :

•   Electro – magnetic speedlog.
• Pressure – tube speedlog (Pitot’s speedlog).

Ground reference speedlog

Dimana data kecepatan kapal diukur relatip terhadap suatu titik tertentu didarat atau dasar laut .

Diantaranya ialah :

•  Doppler-effect speed log
• Acoustic correlation speed-log
• GPS

ELECTRO MAGNETIC SPEEDLOG

Bekerjanya electro-magnetic speedlog, didasarkan pada prinsip “hukum faraday”

 yaitu ; “Jika suatu penghantar listrik mengalami perubahan medan magnit atau

 bergerak memotong garis gaya medan magnit, maka penghantar listrik tersebut

 timbul perubahan tegangan listrik atau e.m.f (electro motoric force).

CARA KERJA SPEEDLOG

Untuk membangkitkan getaran medan magnit disekitar tranducer, solenoid (s) dialiri arus bolak balik I dengan frekuensi dan intensitas arus tetap, sehingga intensitas medan magnet, dari B menjadi “ B sin.ωt” tetap. Sebagai penghantar adalah air laut disekitar transducer dengan jarak “ I” sama dengan jarak antara kontak elektroda “a” dan “b”

Emf : B.sin ωt.I

HAL-HAL YANG HARUS DIPERHATIKAN DLM PENGGUNAAN ELCTRO MAGNETIC SPEEDLOG:

• Sifat arus bolak balik terhadap kumparan ialah bahwa tegangan (emf yang timbul) mendahului arus. Sehingga begitu speedlog dihidupkan langsung menunjukkan data kecepatan meskipun kapal belum bergerak sehingga harus selalu diadakan koreksi titik nol dan harus di kalibrasi. 
• Emf yang timbul pada sensor intensitasnya sangat kecil, kira-kira 100 μv sebanding dengan kecepatan I knot.
  
• Emf yang timbul akan berubah jika daya hantar air laut terhadap arus listrik berubah.Perubahan daya hantar air laut tersebut dipengaruhi oleh suhu,kadar garam dan tekanan air laut.
  
• Speed log ini mengukur kecepatan kapal dengan cara mengukur kecepatan gerak relatip air yang mengalir pada permukaan badan kapal, karena itu bentuk permukaan badan kapal disekitar transducer sangat mempengaruhi hasil pengukuran kecepatan kapal.
  

HAL-HAL YANG HARUS DIPERHATIKAN DLM PENGGUNAAN ELCTRO MAGNETIC SPEEDLOG:

• Gelombang pada laut bebas atau samudera dapat mempengaruhi hasil pengukuran kecepatan kapal.
• Olengan dan anggukan (Rolling dan Pitching) kapal mempengaruhi kecepatan gerak relatip air pada permukaan badan kapal, tetapi kesalahan pengukuran kecepatan kapal karena pengaruh tersebut dapat dikompensasikan dengan menurunkan sedikit sensitivitas pengukuran dg menambahkan rangkaian listrik peredam R-C.
  
• Ketelitian pengukuran kecepatan dengan electro-magnetic speedlog ini dapat mencapai 0.1 % untuk kecepatan gerak maju atau mundur,sedangkan untuk kecepatan gerak melintang kira-kira 2%.
  

PRESSURE-TUBE SPEEDLOG (PITOT’S SPEEDLOG)

Membran horizontalnya mengalami dua macam pressure :

  1.  Static pressure

  2.  Dynamic pressure

Static pressure adalah tekanan hidrostatic air (air laut) dengan kekuatan sejarak “d” dimana jarak d adalah jarak dari permukaan air laut sehingga permukaan membran horisontal pada pressure chamber.

Dynamic pressure adalah pada waktu kapal bergerak maju, air masuk melalui lubang horisontal pada tube A (gerak relatip air) yang menghadap kedepan atau kearah haluan dan masuk keatas kedalam lubang pada pressure chamber dibawah membran horisontal.

Prinsip “effect doppler” diketahui oleh Christian Doppler pada permulaan abad 19

yaitu : Jika suatu sumber getaran memancarkan getaran bergerak relatip terhadap penerima getaran, sehingga terjadi perubahan jarak, maka akan terjadi pergeseran frekuensi getaran yang diterima terhadap frekuensi getaran yang dipancarkan. Frekuensi getaran yang diterima (fr) menjadi lebih tinggi terhadap frekuensi getaran yang di pancarkan (ft), pada gerakan relatip mendekat. Frekuensi getaran yang diterima (fr) lebih rendah terhadap frekuensi getaran yang dipancarkan (ft), pada gerakan relatip menjauh.

Penggunaan prinsip Doppler effect pada speedlog

Kenyataan adanya pergeseran frekuensi (fd) pada Doppler effect, sering dimanfaatkan untuk mengukur kecepatan gerak suatu benda yang membawa sumber getaran beserta pesawat penerimanya.Speedlog modern menggunakan prinsip Doppler effect untuk mengukur kecepatan kapal (v) relatip terhadap dasar laut (ground reference speedlog). 2 Macam cara pemancaran getaran mekanik Ultrasonic, yaitu : Dengan sistem “ continous waves (CW) untuk ini digunakan 2 buah tranducer keramik, 1 buah berfungsi khusus sebagai tranducer pemancar, dan memancarkan getaran mekanik  ultrasonic terus menerus. 1 buah lagi berfungsi sebagai tranducer penerima, selalu siap menerima echo untuk diukur frekuensi penerimanya yaitu fr.

“Pulse mode” yaitu sistem pulsa, secara berkala, dengan PRF (Pulse Repeatation Frequency) tertentu transducer pemancar memancarkan pulsa getaran mekanik ultrasonic. Setelah itu transducer tersebut berfungsi sebagai transducer penerima, dan seterusnya. Dengan demikian diperlukan 1 buah transducer.  

Perbandingan antara sistem “Pulse-mode dengan Continous waves (CW) mode :

1. CW mode sistem, ketelitian pengukuran kecepatan v lebih andal, terutama pada kedalaman laut hingga 60 m. sedangkan Pulse mode dapat dipergunakan hingga kedalaman 300 m. tetapi tingkat ketelitiannya lebih rendah. Pulse mode tergantung pula oleh faktor PRF.
2. CW mode memerlukan jumlah transducer 2 kali dari pulse mode. Untuk janus configuration system dan untuk pengukuran kecepatan kapal v dengan dua poros laju, Pulse mode memerlukan 4 transducer. Sedangkan CW mode memerlukan 8 transducer.
3. Gelembung- gelembung udara karena riak air akibat putaran baling – baling, terutama pada waktu kapal mundur, atau karena hal lain, berpengaruh memperendah ketelitian dan kemampuan kerja sistem CW mode.
   
4. Meskipun ketelitian Pulse mode lebih rendah dari CW mode, tetapi tingkat ketelitian tersebut relatip konstan untuk semua kedalaman. Sedangkan pada CW mode teliti pada perairan dangkal, makin dalam perairan makin kurang teliti, hingga kedalaman 60 m saja masih dapat dideteksi, selebihnya sangata sulit.
   

PENGARUH LINGKUNGAN YANG DAPAT MEMPENGARUHI KETELITIAN KERJA SPEEDLOG 
Kondisi perairan, keadaan perairan tidak bersih, mengandung partikel, micro-organisme dan kotoran lainnya, yang melayang merata didalam perairan akan menyebarkan pancaran getaran mekanik ultrasonic, memperlemah echo yg diterima transducer hingga sulit di terima dan dideteksi.
Aeration, yaitu timbulnya gelembung-gelembung udara oleh riak air yang ditimbulkan oleh putaran baling-baling, terutama pada saat kapal mundur, atau karena berolah gerak dengan dermaga dan lain sebagainya,dimana gelembung-gelembung udara tersebut melewati permukaan transducer.
Trim dan List, trim yang berbeda dari yang seharusnya mempengaruhi ketelitian pengukuran kecepatan maju/ mundur, sedangkan list mempengaruhi pengukuran kecepatan gerak transversal.

By : D.Ricardo

ECHOSOUNDER ATAU PERUM GEMA

05/16/2013 9:11 am / Tinggalkan Sebuah Komentar

Definisi

Echosounder Adalah : Suatu alat navigasi elektronik dengan menggunakan system gema yang dipasang pada dasar kapal yang berfungsi untuk mengukur kedalaman perairan, mengetahui bentuk dasar suatu perairan dan untuk mendeteksi gerombolan ikan dibagian bawah kapal secara vertical.

Sejarah Penggunaan Echosounder

Salah satu referensi bahwa sinyal suara sudah digunakan mulai sekitar tahun 1490 berasal dari catatan harian Leonardo da vinci  yang menuliskan : “Dengan menempatkan ujung pipa yang panjang didalam laut dan ujung lainnya di telinga anda, dapat mendengarkan kapal-kapal laut dari kejauhan”. Ini mengindikasikan bahwa suara dapat berpropagasi di dalam air. Ini yang disebutkan dengan  Sonar pasif ( passive Sonar)  karena kita hanya mendengar suara yang ada. Pada abad ke 19, Jacques and Pierre Currie menemukan piezoelectricity, sejenis kristal yang dapat membangkitkan arus listrik jika kristal tersebut ditekan, atau jika sebaliknya jika kristal tersebut dialiri arus listrik maka kristal akan mengalami tekanan yang akan menimbulkan perubahan  tekanan di permukaan kristal yang bersentuhan dengan air. Selanjutnya signal suara akan berpropagansi didalam air. Ini yang selanjutnya  disebut dengan Sonar Aktif( Active Sonar).

Penggunaan akustik bawah air mulai berkembang pesat pada saat pecahnya Perang Dunia pertama terutama untuk pendeteksian kapal selam dengan penempatan 12 hydrophone (yang setara dengan microphone untuk penggunaan didarat) yang diletakan memanjang di bawah kapal laut untuk mendengarkan sinyal suara yang berasal dari kapal selam. Setelah Perang Dunia I, perkembangan penggunaan akustik bawah air berjalan dengan lambat dan hanya terkonsentrasi pada aplikasi untuk militer. Setelah pecah perang Dunia II kembali pengguanaan akustik bawah air berkembang dengan pesat. Penggunaan torpedo yang menggunakan sinyal akustik untuk mencari kapal musuh adalah penemuan yang hebat pada jaman itu.

System Kerja Echosounder

Dikenal terdapat satu pemancar yang membangkitkan / menimbulkan getaran-getaran listrik dalam bentuk impuls-impuls getaran-getaran ini disalurkan ke suatu alat yang ditempatkan pada dasar kapal dan yang merubah energi listrik menjadi getaran-getaran di dalam air laut.

Getaran- getaran yang terakhir ini juga dikirimkan dalam bentuk impuls-impuls vertikal ke dasar laut dan dari dasar laut dipantulkan kembali. Sebagian dari energi yang dipentulkan itu ditangkap kembali sebagai gema oleh alat tersebut dan diubah menjadi impuls-impuls tegangan listrik yang lemah. Satu pesawat penguat memberikan kepada getaran-getaran gema listrik satu amplitude lebih besar, dan setelah itu getaran-getaran ini disalurkan ke satu pesawat petunjuk (indikator) dan membuat gambar. 

Pengiriman / pemancaran dan penerimaan impuls-impuls di dalam indikator, dari jarak antara kedua petunjuk tersebut dapat dijadikan ukuran bagi dalamnya air di bawah dasar laut. Frequensi dari getaran-getaran air berbeda-beda menurut pabrik yang memproduksi pesawat perum gema, dan besarnya frequensi tersebut terletak antara 10.000 sampai beberapa puluhan ribu detik. Apabila getaran-getaran itu lebih besar dari 20.000 disebut getaran ultra sonore atau super sonis (getaran tinggi). Getaran-getaran yang lebih kecil disebut sonis atau getaran rendah, yang dapat mengirimkan gelombang- gelombang suara yang dapat di dengar.

Transmitter menerima secara berulang-ulang dalam kecepatan yang tinggi, sampai pada orde kecepatan milisekon. Perekaman kedalaman air secara berkesinambungan dari bawah kapal menghasilkan ukuran kedalaman beresolusi tinggi sepanjang lajur yang disurvei. Informasi tambahan seperti heave (gerakan naik-turunnya kapal yang disebabkan oleh gaya pengaruh air laut), pitch (gerakan kapal ke arah depan (mengangguk) berpusat di titik tengah kapal), dan roll (gerakan kapal ke arah sisi-sisinya (lambung kapal) atau pada sumbu memanjang) dari sebuah kapal dapat diukur oleh sebuah alat dengan nama Motion Reference Unit (MRU), yang juga digunakan untuk koreksi posisi pengukuran kedalaman selama proses berlangsung.

Kecepatan merambat dari getaran-getaran suara di dalam air laut terletak antara 1435 m– 1500 m per detik, dan getaran-getaran suara ini tergantung pula dari : 1. Suhu 2. Kadar garam 3. Tekanan air t

Waktu antara saat pengiriman impuls dan saat penerimaan gema secara sederhana dapat dikemukakan dalamnya air dengan menggunakan rumus :

Susunan Echosounder

Rangkaian peralatan Echosounder (perum gema) itu terdiri dari :

1.  Transmitter, adalah pesawat yang membangkitkan getaran-getaran listrik
2. Oscillator, adalah pesawat pada dasar kapal yang merubah energi listrik menjadi energi acoustic dan sebaliknya.
3. Amplifier,adalah pesawat pengeras / penguat
4. Indikator, adalah pesawat untuk mengukur waktu dan penunjukan dalamnya air.
5. Recorder, adalah pesawat yang mencatat dalamnya air yang diukur pada lajur kertas.

Cara Menghidupkan Echosounder

1. Periksa bagian-bagian utama Echosounder.
2. Periksa kabel-kabel listrik sudah tersambung dengan baik, lalu tekan tombol saklar listrik ke posisi “ON”, selanjutnya tekan tombol “POWER DC” IC Regulatead Power Supply ke posisi “ON”.
3. Tekan tombol “POWER” sampai terdengar bunyi “beep” sebanyak 2 kali.
4. Echosounder siap untuk dipergunakan.
5. Atur tingkat kecerahan tampilan monitor dengan cara menekan tombol “BRIGHT”.
6. Putar “GAIN CONTROL”, gunakan : – “LOWER” untuk dipergunakan pada perairan dangkal. – “HIGH” untuk dipergunakan di perairan dalam.
7. Atur skala jarak kedalaman perairan, dengan menekan tombol “BASIC RANGE.
8. Tekan tombol “PICTURE FEED” untuk mengatur kecepatan pergerakan layar monitor.
9. Tekan tombol “STC” untuk melihat sensitivitas GEMA.
10. Tekan tombol “MENU” untuk melihat dan mengatur hal-hal lain sesuai kebutuhan. Gbr. Transducer / Receiver.

Cara Mematikan  Echosounder

1. Normalkan “VARIABLE RANGE MARKER”  ke posisi nol dengan menekan tombol cara menekan tombol “VARIABLE RANGE MARKER”  lanjutkan  dengan menekan tombol   ▲ .
2. Tekan tombol “POWER” ke posisi “OFF”.
3. Tekan tombol “POWER DC”  Power Supply ke posisi “OFF”.
4. Tekan tombol saklar arus listrik ke  posisi “OFF”.  

Tombol-tombol Switch Echosounder

1. POWER : untuk mengaktifkan dan mematikan pesawat.
2. BASIC RANGE : berfungsi untuk memilih skala jarak jangkauan kedalaman perairan.
3. RANGE PHASING : berfungsi untuk mengukur kedalaman secara bertahap.
4. EXPANTION RANGE : berfungsi untuk memfokuskan tampilan baik pada dasar perairan maupun pertengahan perairan agar lebih detail.
5. PICTURE FEED : Untuk mengatur kecepatan jalannya pergerakan tampilan layar monitor.
6. VARIABLE RANGE MARKER (VRM) : berfungsi untuk mengukur jarak kedalaman target (membaring) secara pasti.
7. POINTER : berfungsi untuk mengarahkan dan memfokuskan kursor.
8. ECHO THRESHOLD : berfungsi untuk memberikan sensitivitas gema yang diinginkan sehngga akan dihasilkan pancaran gema yang tepat dan akan terlihat tampilan yang memuaskan.
9. WHITE LINE : untuk membedakan gema yang berasal dari dasar perairan dengan gema yang berasal dari ikan.
10. SENSITIVITY TIME CONTROL (STC) : untuk mengatur sensitivitas gema yang dihasilkan sehingga dihasilkan gema yang optimal.
11. BRIGHT : untuk memperjelas tingkat kecerahan monitor. 

Fungsi – Fungsi Lain Dari Echosounder

• Pengidentifikasian Jenis-jenis Lapisan Sedimen Dasar Laut (Subbottom Profilers).
• Pemetaan Dasar Laut (Sea bed Mapping).
• Pencarian kapal-kapal karam di dalam laut.
• Penentuan jalur pipa dan kabel dibawah dasar laut.
• Analisa Dampak Lingkungan di Dasar laut.

Koreksi Pada Sistem Echosounder

1. Koreksi Draft. Yaitu koreksi jarak antara pernukaan transducer dengan permukaan laut.
2. Koreksi penyimpangan kecepatan rambat getaran mekanik ultrasonic. Koreksi ini di sebabkan oleh pengaruh kadar garam, suhu, dan tekanan air laut. 
3. Koreksi Paralax 

         Koreksi ini dapat terjadi jika :

•  Jika perum gema menggunakan 2 tranducer, 1 tranducer khusus untuk pemancaran dan 1 tranducer lagi khusus untuk menerima.untuk itu biasany  digunakan tranducer magneto strictive
• Penempatan tranducer terpisah, secara transversal, 1 dilambung-kiri, 1 lagi dilambung kanan. 

Besarnya kesalahan Paralax tergantung dari:

•  jarak penempatan keduan tranducer, makin besar jaraknya makin besar kesalahan paralax
• Dalamnya laut yang di ukur, makin besar kedalaman laut makin besar kesalahan paralax.

Kalibrasi Echosounder

Adalah cara menetukan koreksi perum gema secara experimental, dalam bata-batas kedalaman laut tertentu, dengan membandingkan hasil pengukuran dalamnya laut dengan cara pengukuran yang lebih teliti dengan dalamnya laut yang diukur dengan perumgema yang dikalibrasikan tersebut.dengan cara perhitungan tertentu,besarnya koreksi-koreksi tersebut dapat dikoreksi.

Tranducer

Merupakan sensor dari perum gema. Ada yang berfungsi sebagai tranducer pemancar, tranducer penerima, dan ada yang berfungsi sebagai tranducer pemancar sekaligus sebagai tranducer penerima.

kegunaan tranducer pemancar adalah merubah getaran listrik ultrasonic menjadi getaran mekanik ultrasonic dan memancarkannya secara terberkas kedasar laut. Kegunaan tranducer penerima untuk merubah getaran mekanik ultrasonic echo yang di pantulkan oleh dasar laut menjadi getaran ultrasonic.

Tranducer

Didasarkan sifat bahan yang digunakan ada 2 macam tranducer :

1. Tranducer Magneto-striction. Bahan logam tertentu,misalnya nikel,cobalt,ferronikel atau alloy dari logam nikel lainnya, jika mendapat pengaruh medan magnet akan berkontraksi ada yang memanjang atau memendek tidak tergantung dari arah medan magnet tersebut kecuali jika logam tersebut telah termagnitkan sebelumnya.
2. Tranducer elctro-strictive atau Piezo-electric Cara kerjanya didasarkan pada prinsip Piezo-electric yaitu : bahan kristal tertentu(misal kristal kwarsa) bila pd permukaannya mengalami perubahan tekanan mekanic atau getaran mekanic pada permukaan tersebut timbul perubahan tegangan listrik atau getaran listrik sesuai dengan perubahan getaran mekanik yg dialaminya.
   

System Pemancaran Getaran Mekanik Ultra-Sonic

Ada dua macam sistem pemancaran getaran mekanik ultrasonic.

1. Secara terus menerus atau “continous waves” Getaran mekanik ultra-sonic dipancarkan terus menerus oleh tranducer pemancar khusus,selanjutnya echo dari pancaran tersebut diterima secara terus menerus oleh tranducer penerima khusus.Pengukuran dalamnya laut dilakukan dengan mengukur perbedaan phase antara getaran yang di pancarkan dengan phase echo getaran yang diterima.system ini mengunakan 2 tranducer, satu berfungsi khusus sebagai pemancar dan satulagi berfungsi khusus sebagai penerima.Sistem ini jarang digunakan pada kapal niaga umumnya, karena biaya lebih mahal,dan karena memancar terus menerus kemungkinan gangguan interfensi dan nois lebih besar.
2. System Getaran mekanik ultra-sonic dipancarkan terus menerus oleh tranducer
      pemancar khusus,selanjutnya echo dari pancaran tersebut diterima secara
      terus menerus oleh tranducer penerima khusus.Pengukuran dalamnya laut
      dilakukan dengan mengukur perbedaan phase antara getaran yang di
      pancarkan dengan phase echo getaran yang diterima.system ini mengunakan
      2 tranducer, satu berfungsi khusus sebagai pemancar dan satulagi berfungsi
      khusus sebagai penerima.Sistem ini jarang digunakan pada kapal niaga
     umumnya, karena biaya lebih mahal,dan karena memancar terus menerus
      kemungkinan gangguan interfensi dan nois lebih besar.

Catatan Penulis : Tulisan ini dapat digunakan sebagai referensi pengetahuan tentang echosounder. Akan tetapi di atas kapal sendiri terdapat berbagai macam jenis, type ataupun merk dari echosounder sehingga kemungkinan beberapa dari tulisan ini tidak bisa diaplikasikan untuk semua jenis echosounder diatas kapal

NAVIGASI ELEKTRONIK UNTUK ANT-IV

05/14/2013 9:03 pm / Tinggalkan Sebuah Komentar

SEJARAH SATELLIT

Satelit adalah benda yang mengorbit benda lain dengan periode revolusi dan rotasi tertentu. Ada dua jenis satelit yakni satelit alam dan satelit buatan

Satelit buatan manusia pertama adalah Sputnik 1, diluncurkan oleh Soviet pada tanggal 4 Oktober 1957, yang memulai Program Sputnik Rusia, dengan Sergei Korolev sebagai kepala disain dan Kerim Kerimov sebagai asistentnya. Peluncuran ini memicu lomba ruang angkasa (space race) antara Soviet dan Amerika.

Sputnik2 diluncurkan pada tanggal 3 November 1957 dan membawa awakmahluk hidup pertama ke dalam orbit, seekor anjing bernama Laika.Amerika sudah memikirkan untuk meluncurkan satelit pengorbit sejak 1946 dibawah Kantor Aeronotis angkatan Laut Amerika (Bureau of Aeronautics of the United States Navy),tetapi mereka tidak mengutarakan bahwa satelit memiliki potensi sebagai senjata militer; tetapi, mereka menganggapnya sebagai alat ilmu, politik, dan propaganda.

Pada tanggal 29 Juli 1955, Gedung Putih mencanangkan bahwa Amerika Serikat akan mau meluncurkan satelit pada musim semi 1958. Hal ini kemudiandiketahui sebagai Project Vanguard. Pada tanggal 31 July, Soviets mengumumkan bahwa mereka akan meluncurkan satelit pada musim gugur 1957.

Pada awal 1955 Angkatan Udara Amerika dan Angkatan Laut mengerjakan Project Orbiter, yang menggunakan wahana Jupiter C untuk meluncurkan satelit. Proyek ini berlangsung sukses, dan Explorer 1 menjadi satelit Amerika pertama pada tanggal 31 januari 1958. 

Angkatan Udara Amerika menggunakan berbagai fasilitas dari Jaringan Mata Angkasa Amerika (the United States Space Surveillance Network) untuk mengkatalogkan sejumlah 115 satelit yang mengorbit bumi.  

Satelit buatan manusia terbesar pada saat ini yang mengorbit bumi adalah Station Angkasa Internasional (International Space Station). Sampai dengan 19 Januari 2000, jumlah satelit buatan manusia yang telah diluncurkan men-gorbit Bumi adalah 5159 satelit, dimana 2647 masih aktif pada waktu tersebut .

JENIS-JENIS SATELLIT

1. Satelit astronomi adalah satelit yang digunakan untuk mengamati planet, galaksi, dan objek angkasa lainnya yang jauh.
2. Satelit komunikasi adalah satelit buatan yang dipasang di angkasa dengan tujuan telekomunikasi menggunakan radio pada frekuensi gelombang mikro;
3. Satelit pengamat Bumi adalah satelit yang dirancang khusus untuk mengamati Bumi dari orbit, seperti satelit reconnaissance tetapi ditujukan untuk penggunaan non-militer seperti pengamatan lingkungan, meteorologi, pembuatan peta, dll.
4. Satelit navigasi adalah satelit yang menggunakan sinyal radio yang disalurkan ke penerima di permukaan tanah untuk menentukan lokasi sebuah titik dipermukaan bumi. Salah satu satelit navigasi yang sangat populer adalah GPS milik Amerika Serikat selain itu ada juga Glonass milik Rusia. Bila pandangan antara satelit dan penerima di tanah tidak ada gangguan, maka dengan sebuah alat penerima sinyal satelit (penerima GPS), bisa diperoleh data posisi di suatu tempat dengan ketelitian beberapa meter dalam waktu nyata.
5. Satelit mata-mata adalah satelit pengamat Bumi atau satelit komunikasi yang digunakan untuk tujuan militer atau mata-mata.
6.  
   Satelit tenaga surya adalah satelit yang diusulkan dibuat di orbit Bumi tinggi yang menggunakan transmisi tenaga gelombang mikro untuk menyorotkan tenaga surya kepada antena sangat besar di Bumi yang dapat digunakan untuk menggantikan sumber tenaga konvensional.
   
7. Stasiun angkasa adalah struktur buatan manusia yang dirancang sebagai tempat tinggal manusia di luar angkasa. Stasiun luar angkasa dibedakan dengan pesawat angkasa lainnya oleh ketiadaan propulsi pesawat angkasa utama atau fasilitas pendaratan; Dan kendaraan lain digunakan sebagai transportasi dari dan ke stasiun. Stasiun angkasa dirancang untuk hidup jangka-menengah di orbit, untuk periode mingguan, bulanan, atau bahkan tahunan.
   
8. Satelit cuaca adalah satelit yang digunakan untuk mengamati cuaca dan iklim Bumi.
   
9. Satelit miniatur adalah satelit yang ringan dan kecil. Klasifikasi baru dibuat untuk mengkategorikan satelit-satelit ini: satelit mini (500200 kg), satelit  mikro (di bawah 200 kg), satelit nano (di bawah 10 kg).
   

JENIS SATELIT MENURUT ORBITNYA 

 

Banyak satelit dikategorikan atas ketinggian orbitnya, meskipun sebuah satelit bisa mengorbit dengan ketinggian berapa pun.

• Orbit Rendah (Low Earth Orbit, LEO): 300 – 1500km di atas permukaan bumi , dan waktu yang diperlukan satelite ini untuk mengelilingi bumi adalah 1x dalam 1,5 jam. Orbit ini di gunakan penerbangan antariksa berawak antara lain misi Appolo, roket, Mercury, roket X-15, danpesawat ulang alik SpaceShipOne.
• Orbit Menengah (Medium Earth Orbit, MEO): 1500 – 36000 km. waktu untuk mengelilingi bumi antara 5-12 jam dan hanya dapat dilihat antara 2-4 jam/hari.
• HEO (High Earth Orbit/Highly Elliptical Orbit)
  High Earth Orbit (orbit tinggi) merupakan orbit yang ada di atas orbit geo-sinkronus (di atas 35786 km) Orbit ini biasanya sangt terpengaruh oleh bentuk bumi yang membuncit di bagian ekuator, serta oleh gaya tarik antara matahari dan bulan. Orbit HEO sangat di sukai untuk alat-alat pengukuran magnetosfer dan observatorium luar angkasa. Satelit yang pernah berada di orit ini antara lain satelit militer Molniya 1-01 milik Rusia dan satelit navigasi Vela milik Amerika.
  
• Geosynchronous Satelite
  Satelite ini mengorbit bumi diatas garis Khatulistiwa dengan ketinggian 36.000 km dari bumi.Satelite yang mempunyai ketinggian seperti ini lintasannya akan mengelilingi bumi dengan waktu 24 jam, maka satelite ini akan selalu tampak diam terhadap suatu permukaan bumi.Satelite ini paling menguntungkan dan paling banyak dipakai.Biaya untuk mengontrol satelite ini juga rendah dikarenakan satelite ini bisa terlihat 24 jam dari bumi.  Satelit yang banyak di tempatkan di sini adalah satelit komunikasi dan cuaca.
  
• Orbit Polar
  Orbit Polar mengelilingi bumi melewati kutub dan berbentuk lingkaran. Satelit di orbit ini di gunakan untuk keperluan navigasi, cuaca, dan pengamatan sumber-sumber daya alam.
  
• Orbit Matahari
  Satelit buatan ada juga yang di tempatkan di orbit planet lain atau di orbit heliosenrtik (mengelilingi matahari). Satelit buatan yang di tempatkan di orbit matahari biasanya satelit sains. Misalnya wahana Deep Impact milik Amerika Serikat yang bertugas mengamati komet 9P/Tempel 1, juga wahana Stardust untuk emmpelajari komet Wild 2. Wahana lain yang masih aktif di orbit matahari antara lain Rosetta(Eropa) dan Nozomi (Jepang)
  

HUKUM KEPLER

Karya Kepler sebagian dihasilkan dari data-data hasil pengamatan yang dikumpulkan Ticho Brahe mengenai posisi planet-planet dalam geraknya di luar angkasa. Hukum ini telah dicetuskan Kepler setengah abad sebelum Newton mengajukan ketiga Hukum-nya tentang gerak dan hukum gravitasi universal. Di antara hasil karya Kepler, terdapat tiga penemuan yang sekarang kita kenal sebagai Hukum Kepler mengenai gerak planet.

1. Hukum I : Setiap planet bergerak dengan lintasan elips, matahari berada disalah satu fokusnya. Jadi, hukum Kepler pertama secara akurat menjabarkan orbit sebuah planet mengelilingi matahari. 
2. Hukum II :Luas daerah yang disapu pada selang waktu yang sama akan selalu sama. Bahwa Planet bergerak lebih cepat didekat matahari dan lambat dijarak yang jauh. Sehingga jumlah area adalah sama pada jangka waktu tertentu.
3. Hukum III : “Perioda kuadrat suatu planet berbanding dengan pangkat tiga jarak rata-ratanya dari matahari”. dimana P adalah periode orbit planet dan a adalah axis semimajor orbitnya. Kuadrat waktu yang diperlukan oleh planet untuk menyelesaikan satu kali orbit sebanding dengan pangkat tiga jarak rata-rata planet-planet tersebut dari matahari.
   

GLOBAL POSITIONING SYSTEM (GPS)

SEJARAH GPS

GPS (Global Positioning System) merupakan sistem navigasi satelit yang dikembangkan oleh Departemen Pertahanan Amerika Serikat (US DoD = United States Department of Defense). GPS memungkinkan kita mengetahui posisi geografis kita (lintang, bujur, dan ketinggian di atas permukaan laut). Jadi dimanapun kita berada di muka bumi ini, kita dapat mengetahui posisi kita dengan tepat. Sistem navigasi GPS dengan menggunakan satelit pertama kali diluncurkan oleh angkatan laut Amerika Serikat pada tahun 1960. Nama satelitnya: Transit, terdiri dari 5 konstelasi satelit. Sebelumnya GPS hanya digunakan untuk kepentingan militer Amerika Serikat dibawah Departemen Pertahanannya. Baru pada tahun 1978 kalangan non-militer dapat memanfaatkan kegunaan dari alat ini. Akan tetapi saat itu baru pada tingkat korporat, dimana penggunaannya terutama di dunia penerbangan, pembuatan peta, survey dan keperluan ilmiah lainnya. Dengan kejadian tertembaknya pesawat Korean Airlines di tahun 1983 oleh Uni-Soviet maka presiden Amerika Serikat waktu itu, Ronald Reagan, memerintahkan penggunaan sistem GPS untuk kalangan awam secara gratis. Jadi sejak saat itu industri telekomunikasi memanfaatkan fasilitas ini sebaik mungkin dengan membuat alat navigasi dan bisa dijual bebas secara langsung.

Hingga Maret 2008, sudah ada 31 satelit yang aktif mendukung sistem GPS yang mengorbit mengelilingi bumi kita. Kumpulan satelit-satelit itu diberi nama NAVSTAR-GPS. Pengelolaan penggunaan sistem satelit GPS ini dipegang oleh Angkatan Udara Amerika Serikat. Selain NAVSTAR-GPS, juga ada konstelasi satelit lain milik negara-negara tertentu seperti GALILEO milik negara-negara Eropa, COMPASS milik Cina, GLONASS milik Rusia dan IRNSS milik India.

Mengapa harus ada banyak satelit ?

Satu buah satelit yang mengitari bumi pada ketinggian 20.000 km hanya dapat meng-cover seper lima dari permukaan bumi.Dengan jumlah 31 satelit yang mengitari bumi paling tidak ada 8 hingga 12 satelit yang dapat mengirim sinyal secara bersamaan ke satu titik di bumi. Semakin banyak sinyal yang diterima oleh receiver GPS di bumi semakin akurat data dan informasi yang tersaji. Karena semua sinyal yang diterima itu saling mengoreksi satu sama lain yaitu dengan cara menghitung posisi satelit, selisih sudut dan waktu pengirimannya.

Untuk menginformasikan posisi user, 24 satelit GPS yang ada di orbit sekitar 12,000 mil di atas kita. Bergerak konstan bergerak mengelilingi bumi 12 jam dengan kecepatan 7,000 mil per jam. Satelit GPS berkekuatan energi sinar matahari, mempunyai baterai cadangan untuk menjaga agar tetap berjalan pada saat gerhana matahari atau pada saat tidak ada energi matahari. Roket penguat kecil pada masing-masing satelit agar dapat mengorbit tepat pada tempatnya.

Satelit GPS adalah milik Departemen Pertahanan (Department of Defense) Amerika, adapun hal-hal lainnya:

• Nama satelit adalah NAVSTAR
• GPS satelit pertama kali adalah tahun 1978
• Mulai ada 24 satelit dari tahun 1994
• Satelit di ganti tiap 10 tahun sekali
• GPS satelit beratnya kira-kira 2,000 pounds
• Kekuatan transmiter hanya 50 watts atau kurang

PRINSIP DASAR GPS

GPS terdiri dari 3 segmen: Segmen angkasa, kontrol/pengendali, dan pengguna:

1. Segmen angkasa: terdiri dari 24 satelit yang beroperasi dalam 6 orbit pada ketinggian 20.200 km dan inklinasi 55 derajat dengan periode 12 jam (satelit akan kembali ke titik yang sama dalam 12 jam). Satelit tersebut memutari orbitnya sehingga minimal ada 6 satelit yang dapat dipantau pada titik manapun di bumi ini. Satelit tersebut mengirimkan posisi dan waktu kepada pengguna seluruh dunia.
2. Segmen Kontrol/Pengendali: terdapat pusat pengendali utama yang terdapat di Colorodo Springs, dan 5 stasiun pemantau lainnya dan 3 antena yang tersebar di bumi ini. Stasiun pemantau memantau semua satelit GOS dan mengumpulkan informasinya. Stasiun pemantau kemudian mengirimkan informasi tersebut kepada pusat pengendali utama yang kemudian melakukan perhitungan dan pengecekan orbit satelit. Informasi tersebut kemudian dikoreksi dan dilakukan pemuktahiran dan dikirim ke satelit GPS.
3. Segmen Pengguna: Pada sisi pengguna dibutuhkan penerima GPS (selanjutnya kita sebut perangkat GPS)yang biasanya terdiri dari penerima, prosesor, dan antena, sehingga memungkinkan kita dimanapun kita berada di muka bumi ini (tanah, laut, dan udara) dapat menerima sinyal dari satelit GPS dan kemudian menghitung posisi, kecepatan dan waktu.

KEGUNAAN POKOK GPS RECEIVER

• Menentukan kecepatan kapal relatif terhadap suatu titik di darat atau “speed overground” (s.o.g.)
• Menentukan arah gerakan kapal relatif terhadap suatu titik tertentu di darat atau “course over ground” (c.o.g.)
• Menentukan jarak tempuh kapal dengan kecepatan tetap atau berubah-ubah dalam interval waktu tertentu.
• Menentukan perkiraan waktu tiba di pelabuhan tujuan (Estimated Time of Arrival = ETA)
• Menentukan sisa waktu yang harus ditempuh hingga tempat tujuan (Estimated Time of Enroute = ETE).
• Menentukan “cross track error” (XTE), jarak dari suatu titik tertentu dari arah garis pelayaran yang telah ditentukan hingga posisi yang sebenarnya karena terjadinya penyimpangan arah garis pelayaran setelah berlayar selama waktu tertentu.
• Menentukan way-point, menyimpan posisi tertentu yang sangat penting dalam memory, yang dapat digunan untuk titik referensi untuk mengubah arah pelayaran, sebagai peringatan posisi bahaya navigasi, lokasi untuk labuh jangkar dan lain-lainnya.   
• Membuat bagan panduan bernavigasi menuju way-point tertentu untuk dilakukan homing. Terdapat dua jenis bagan untuk homing, yang disebut “highway page” dan “compass page”. Disamping kedua bagan tersebut pada layar terdapat data sebagi berikut :
  - Baringan kearah way-point yang dituju
  - Jarak yang harus ditempuh
  - Kecepatan kapal (s.o.g.)
  
  -Waktu yang masih harus ditempuh (ETE)
• Menentukan jejak pelayaran dalam bentuk peta (map-page). Dengan skala yang dapat dipilih menurut sekala yang tersedia dalam program. Pada peta tersebu terdapat data/gambar
    – Posisi-posisi dan arah garis pelayaran(c.o.g.) yang sudah dilayari.
    – Posisi akhir menuju way-point berikutnya
    – Arah garis pelayaran menuju way-point berikutnya
    -.Kecepatan menuju way point tersebut, dan lain-lain
  

PENENTUAN POSISI DENGAN GPS 

Pada dasarnya penentuan posisi dengan GPS adalah pengukuran jarak secara bersama sama ke beberapa satellit (yang koordinanya telah di ketahui) sekaligus.untuk menentukan koordinat suatu titik dibumi Receiver, setidaknya membutuhkan 4 Satellit yang dapat ditangkap sinyalnya dengan baik. Secara default posisi atau koordinat yang diperoleh bereferensi ke global Datum yaitu World Geodetic System 1984 atau di singkat WGS’84.

Secara garis besar penentuan posisi dengan GPS ini dibagi menjadi 2 Metode yaitu Metode Absolut dan Metode Relatif :

Metode Absolut atau dikenal juga sebagai point positioning, menentukan posisi hanya berdasarkan pada satu pesawat penerima (receiver) saja. Ketelitian posisi dalam beberapa meter (tidak berketelitian tinggi) dan umumnya hanya diperuntukkan bagi keperluan NAVIGASI.

 

Metode Relatif atau disebut dengan Differensial positioning, menentukan posisi menggunakan lebih dari satu buah receiver, satu GPS dipasang pada lokasi tertentu di muka bumi dan secara terus menerus menerima sinyal dari satellit dalam jangka waktu tertentu dijadikan sebagai referensi bagi yang lainnya. Metode ini menghasilkan posisi berketelitian tinggi (umumnya kurang dari satu meter) dan diaplikasikan untuk keperluan survey GEODETIC.ataupun pemetaan yang memerlukan ketelitian tinggi.

 

KESALAHAN DALAM PENENTUAN POSISI 

 

Beberapa kesalahan dalam penentuan posisi dengan metode absolut ini antara lain disebabkan oleh : efek multifath,efek selective availability (SA), maupun kesalahan atas ketidaksinkronan antara peta kerja dan setting yang dilakukan pada saat penggunaan GPS. 

Multifath adalah fenomena dimana sinyal satelit tiba di antenna receiver melalui dua atau lebih lintasan berbeda. Hal ini biasa terjadi jikalau kita melakukan pengukuran dekat dengan benda reflektif seperti dibawah kawat yang bertegangan tinggi, didekat pulau dll. Untuk mengatasinya : Hindari pengambilan dekat dengan benda-benda reflektif dan lakukan pengambilan secara berulang-ulang dan diambil rata-ratanya.

 

SA  adalah teknik pemfilteran yang diaplikasikan untuk memproteksi ketelitian tinggi GPS bagi khalayak umum dengan cara mengacak sinyal-sinyal dari satelit terutama yang berhubungan dengan informasi waktu. Koreksinya hanya dapat dilakukan oleh pengelola GPS ataupun pihak militer Amerika saja. SA merupakan sumber kesalahan paling besar bagi penentuan posisi dengan metode absolut. Namun dengan menerapkan metode relatif (differential Positioning) kesalahan tersebut dapat dikurangi.

 

Ketidak akuratan posis karena setting GPS yang tidak pas ini hanya dapat diatasi dengan menge-set parameter GPS saat dipakai sesuai dengan parameter kerja yang dipergunakan. Hal tersebut biasanya terkait dengan system proyeksi dan koordinat, serta Datum Yang dipergunakan dalam peta kerja.

 

SEKILAS TENTANG SYSTEM KOORDINAT 

Pengenalan tentang system koordianat sangat penting agar dapat menggunakan GPS secara optimum. Ada dua klasifikasi tentang system koordinat yang dipakai oleh GPS maupun dalam pemetaan yaitu: system koordinat Globar (GEOGRAFI) dan system koordinat di dalam bidang proyeksi :

Koordinat GEOGRAFI di ukur dalam lintang dan bujur dalam besaran derajad desimal, derajad menit desimal, atau derajad menit detik. Lintang diukur terhadap equator sebagai titik Nol (0° sampai 90° positif kearah utara dan 0° samapai 90° negatif ke arah selatan). Bujur diukur berdasarkan titik Nol di Greenwich  0°sampai 180° kearah timur dan 0° samapai 180° kearah barat.

 

Koordinat didalam bidang proyeksi tertentu. Umumnya berkait erat dengan system proyeksinya,walaupun adakalanya digunakan Koordinat GEOGRAFI dalam bidang proyeksinya. Membicarakan system koordinat dalam bidang proyeksi tidak terlepas dari DATUM. Datum yang umum digunakan dalam perpetaan yaitu DATUM HORIZONTAL dan DATUM VERTICAL.

 

ISTILAH – ISTILAH DALAM GPS 

• Lock On Road Adalah : Fasilitas ini memungkinkan map pointer akan selalu berada tepat pada suatu jalur meskipun kenyataannya pengguna berpindah tempat dalam batas toleransi jarak tertentu. 
• Map Orientation Adalah : Atribut ini memungkin untuk menset tampilan peta di GPS, dimana bila mode: North Up Bagian atas peta yang ditampilkan adalah identik dengan kutub Utara bumi, sehingga apabila kita melakukan perjalanan maka yang berubah adalah sudut map pointer.
  
• Track Up : Bagian atas peta searah dengan apa yang ada di depan pengguna. Pergerakan yang terjadi akan mengakibatkan peta yang ada pada GPS device akan berubah/berputar arah.
  
• Point Of Interest (POI) Adalah : Objek/tempat-tempat menarik (POI: Point Of Interest) adalah fasilitas yang di berikan Garmin untuk menandai sekaligus mengelompokkan suatu lokasi, sehingga mempermudah dalam proses pencariannya.
  
• Routing Adalah : Pengguna diberi kemudahan dalam menentukan jalur yang akan ditempuh untuk mencapai tujuan tertentu. Terdapat tiga tipe pencarian jalur yakni: Short distance (jarak tempuh terdekat) Faster Time (waktu tempuh tercepat) Off Road (abaikan jalan yang ada, tarik garis lurus dari tempat berada ke tempat tujuan).
  
• Tracklog Interval Adalah : berguna untuk menandai perjalanan yang telah dilalui, sehingga apabila diperlukan pengguna bisa balik ke jalur semula dengan menelusuri kembali jejak track yang telah terbentuk.
  
• Waypoint Adalah : bisa diartikan sebagai penanda sementara terhadap suatu posisi dan setiap GPS device memiliki total jumlah waypoint yang berbeda-beda.