Tugas Gnss 1.docx

TUGAS SURVEY GNSS PENJELASAN TENTANG SATELIT GLONASS (Disusun untuk memenuhi tugas mata kuliah Survey GNSS)

Disusun oleh: 1. Ajeng Dwi Maturinsih

(21110116120001)

2. Eleven Maria Pratiwi Purba

(21110116120020)

3. Hilman Djalu Sadewo

(21110116120019)

4. Anggit Swarna Bumi

(21110116140036)

5. Wijayanti Hutomo Putri

(21110116130038)

6. Nahar Dito Utama Giardi

(21110116140044)

DEPARTEMEN TEKNIK GEODESI FAKULTAS TEKNIK - UNIVERSITAS DIPONEGORO Jl. Prof. Sudarto SH, Tembalang Semarang Telp. (024) 76480785, 76480788 e-mail : [email protected] 2019

i

DAFTAR ISI

TUGAS SURVEY GNSS ....................................................................................... i I.1

Sejarah dan Kepemilikan .......................................................................... 3

I.2

Fungsi dan Peruntukkan ........................................................................... 3

I.3

Bentuk Orbit ............................................................................................. 4

I.4

Spesifikasi Teknis Sistem Satelit ............................................................. 6

I.4.1

Sistem Kerja ...................................................................................... 6

ii

I.1

Sejarah dan Kepemilikan GLONASS adalah singkatan untuk Global Sistem Navigasi Satelit, sistem

GNSS saat ini dioperasikan oleh Departemen Pertahanan Rusia. Program ini pertama kali dimulai oleh Uni Soviet, dan saat ini di bawah naungan Commonwealth of Independent States (CIS). Uji-satelit diluncurkan ke orbit pada tanggal 12 Oktober 1982. Konstelasi GLONASS selesai pada 1995 (FOC). Namun, setelah completition, sistem terdegradasi dengan runtuhnya perekonomian Russia. Awal 2001, Rusia berkomitmen untuk mengembalikan sistem. GLONASS Constellation 21 satelit (+3 cadangan aktif) pada ketinggian 19.100 km, satelit mendistribusikan lebih dari 3 orbital pesawat (8 satelit per pesawat) yang letak kemiringan terhadap ekuator adalah 64,8 °. satelit pada ketinggian 19.100 km, periode revolusi dari satelit adalah 11h16. Pelengkap Sistem GLONASS memerlukan 24 satelit fungsional. Pada tahun 2009, 17 satelit yang telah beroperasi dan 10 satelit tambahan yang harus diluncurkan. SIGNAL GLONASS Serupa dengan GPS, setiap satelit GLONASS mentransmisikan dua kode (C / A dan P) pada dua frekuensi (L1 dan L2) yang memungkinkan untuk menghilangkan kesalahan signal dari ionosfer. Namun, untuk GPS, setiap satelit mentransmisikan kode yang sama, sedangkan untuk GLONASS. Satelit GLONASS emmit masing-masing signal ditranmisikan pada frekuensi yang berbeda. Frekuensi rata-rata untuk L1 adalah di sekitar 1602MHz (antara 1597 dan 1617MHz) dan untuk L2 adalah 1246 MHz (antara 1240 dan 1260MHz). Frekuensi ini akan ber ubah2 dalam tahun-tahun berikutnya. Modernisasi GLONASS Dalam rangka meningkatkan kinerja dari positioning GLONASS, satelit dan signal baru akan dikirim dalam waktu beberapa tahun mendatang. Secara khusus, satelit GLONASS-K akan memberikan frekuensi, G3, pada 1024,704 MHz dengan setidaknya dua modulasi sinyal.Saat ini jumlah satelit GLONASS berjumlah 24 dengan status 16 di orbit, 5 di antaranya dimatikan. 12 lebih dijadwalkan berada di orbit dalam dua tahun ke depan. I.2

Fungsi dan Peruntukkan Satelit GLONASS memberikan pelayanan kepentingan Militer melalui

frekuensi L-Band, frekuensi L1 dengan kode P, dan frekuensi L2 dengan kode P. Pelayanan pesan penentuan posisi melalui frekuensi L1 dengan Code C/A. Satelit

3

GLONASS

memancarkan

sinyal

dengan

Code-C/A

menggunakan

carierfrekunensi. Frekuensi L1 antara 1,597-1,617 MHZ dan frekuensi L2 antara 1,240-1,260 MHZ. GLONASS masa mendatang (2015) ditingkatkan pada pelayanan dalam ketelitian penentuan posisi melalui frekuenasi L1, L2, dan frekuensi yang ke-3(3rd Signal). Kemudian pada kepentingan militer untuk pelayanan dalam ketelitian tinggi, Melalui frekuensi L1, dan L2. Stasiun Pengendali GLONASS seluruhnya ditempatkan di Uni Soviet (Rusia). Pusat pengendalian di darat berlokasi di Moscowdan Stasiun Telemetry dan tracking yang disebut Receiving Monitor Stations (RMS) berlokasi di St. Petersburg,Ternopol, dan Eniseisk. Satelit GLONASS dapat menyiar-kan data melalui stasiun pengendali di darat, namun demikian Sistem Satelit GLONASS belum mampu berdiri sendiri untuk satelit penetuan posisi, masih menggunakan sistem rangkap GPS+ GLONASS terutama untuk para pengguna/pemakai dalam Real Time Kinematic GPS (RTK-GPS), penerima yang dapat menggunakan satelit GLONASS untuk meningkatkan penentuan posisi berintegrasi dengan satelit GPS, dan telah terbukti sangat menguntungkan di dalam suatu lingkungan yang mempunyai suatu jarak yang sulit dicover satelit. Dalam peningkatan pengembangan sistem GLONASS dapat ditingkatkan ke dalam sistem komersil yang mampu bersaing di dalam pasar umum penggguna sistem GNSS (Badara, 2011). I.3

Bentuk Orbit GLONASS Constellation 21 satelit (+3 cadangan aktif) pada ketinggian 19.100

km, satelit mendistribusikan lebih dari 3 orbital pesawat (8 satelit per pesawat) yang letak kemiringan terhadap ekuator adalah 64,8 °. satelit pada ketinggian 19.100 km, periode revolusi dari satelit adalah 11h16. Pelengkap Sistem GLONASS memerlukan 24 satelit fungsional. Pada tahun 2009, 17 satelit yang telah beroperasi dan 10 satelit tambahan yang harus diluncurkan. SIGNAL GLONASS serupa dengan GPS, setiap satelit GLONASS mentransmisikan dua kode (C / A dan P) pada dua frekuensi (L1 dan L2) yang memungkinkan untuk menghilangkan kesalahan signal dari ionosfer. Namun, untuk GPS, setiap satelit mentransmisikan kode yang sama, sedangkan untuk GLONASS. Satelit GLONASS emmit masing-masing signal ditranmisikan pada frekuensi yang berbeda. Frekuensi rata-rata untuk L1 adalah di sekitar 1602MHz (antara 1597 dan

4

1617MHz) dan untuk L2 adalah 1246 MHz (antara 1240 dan 1260MHz). Frekuensi ini akan ber ubah - ubah dalam tahun-tahun berikutnya. Modernisasi GLONASS dalam rangka meningkatkan kinerja dari positioning GLONASS, satelit dan signal baru akan dikirim dalam waktu beberapa tahun mendatang. Secara khusus, satelit GLONASS-K akan memberikan frekuensi , G3, pada 1024,704 MHz dengan setidaknya dua modulasi sinyal.Saat ini jumlah satelit GLONASS berjumlah 24 dengan status 16 di orbit, 5 di antaranya dimatikan. 12 lebih dijadwalkan berada di orbit dalam dua tahun ke depan. Satelit GLONASS

ditempatkan dalam tiga bidang orbit yang berbentuk mendekati lingkaran.

Bidang orbit satelit GLONASS Tiga bidang orbit dipisahkan dengan sudut 120o satu sama lainnya. Masing masing bidang orbit ditempati 8 buah satelit dengan jarak antara satelit adalah sama yaitu 45o, dan untuk memaksimalkan kenampakan satelit maka setiap penempatan satelit di orbit mempunyai perbedaan sudut 15o terhadap orbit lainnya. Orbit satelit GLONASS mempunyai inklinasi 64.8o, satelit GLONASS berada pada orbit dengan jarak sekitar 19100 Km di atas permukaan bumi, periode orbit 11 jam 15 menit 40 detik. Satelit GLONASS memiliki berat 1400 Kg, diameter dan tinggi satelit 2.4 m dan 3.7 m. satelit GLONASS mempunyai dua buah sayap dengan dilengkapi selsel pembangkit tenaga listrik sebagai sumber energi.

5

Bentuk fisik satelit GLONASS dapat dilihat pada gambar dibawah ini:

Bentuk fisik satelit GLONASS

Struktur satelit GLONASS terdiri dari 12 antena utama yang digunakan untuk mentransmisikan sinyal. Satelit GLONASS juga membawa reflector laser yang digunakan untuk penentuan orbit. Karakteristik dari satelit GLONASS dapat dilihat pada tabel. Karakteristik satelit GLONASS

Nama

30 Agustus 1993

Tanggal mulai operasi

Mendekati lingkaran

Inklinasi orbit

64,8o

Sumbu panjang orbit

25.510 Km

Periode orbit

11 jam 15 menit 40 detik

I.4

Spesifikasi Teknis Sistem Satelit

I.4.1 Sistem Kerja Sistem Satelit Kontraktor utama dari program GLONASS adalah Reshetnev Information Satellite Systems (sebelumnya disebut NPO-PM). Perusahaan yang terletak di Zheleznogorsk, adalah desainer dari semua satelit GLONASS, bekerja sama dengan Institute for Space Device Engineering (an Russian Institute of Radio Navigation and Time. Produksi berkala satelit dilakukan oleh perusahaan Polyot

6

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”. 1) 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. 2) 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)

7

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 Lband. 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.

Bentuk Tipikal Satelit GLONASS-M

3) 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 1450kg.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. 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.

8

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 BrizM.

Bentuk Tipikal Satelit GLONASS-K

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 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

9

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

Lokasi Stasiun Sistem Kontrol GLONASS Sistem 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 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

10

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. Merk receiver GLONASS sangat beraneka ragam, seperti Septentrio, Topcon, JAVAD, Magellan Navigation, Novatel, Leica Geosystems, Trimble Inc, dan lain-lain.

11

DAFTAR PUSTAKA Abidin, Dr. Hasanuddin Z. 2001.“ Geodesi Satelit “. Bandung: Pradnya Paramita Aditiya, S.Kom., Arif. “Mengenal Survei dengan Global Navigation Satellite System” Badara, Jakondar. 2011. Perkembangan Sistem Satelit Navigasi Global dan Aplikasi. J. Berita Dirgantara. 2(12):38-47. 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. Rudianto, Bambang. Izman,Yan. (2011) Analisis Komparatif Petelitian Posisi Titik Hasil Pengukuran Dari Satelit Gps Dan Satelit Glonass, Institut Teknologi Nasional 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.

12