analisa perbandingan orbit satelit gps...

8
1 ANALISA PERBANDINGAN ORBIT SATELIT GPS YANG DIPENGARUHI OLEH SPHERICALLY SYMMETRIC ELEMENT KEPLERIAN DAN OSCULATING ELEMENT KEPLERIAN (STUDY KASUS SURABAYA) Abdur Rozaq 1) , Mokhamad Nur Cahyadi 1) , Eko Yuli Handoko 1) Jurusan Teknik Geomatika, Fakultas Teknik Sipil Dan Perencanaan, Institut Teknologi Sepuluh Nopember, Surabaya 60111, Indonesia Email: [email protected] Abstrak Satelit GPS diamati dalam waktu yang cukup akan diperoleh informasi mengenai posisi satelit, kecepatan, waktu dan parameter-parameter turunannya. Untuk menghitung posisi pengguna di Bumi Salah satu cara yang dilakukan adalah menghitung orbit satelit dengan menggunakan Broadcast Ephemeris [Abidin.2001]. Dari GPS CORS Teknik Geometika akan diperoleh data Broadcast Ephemeris yang mana terdapat element-element kepler yang merupakan karakteristik 6 keplerian element. Dengan menggunakan analisa perbandingan orbit satelit GPS yang dipengaruhi oleh spherically symmetric element keplerian dan osculating element keplerian maka didapatkan perbedaan koordinat CTS (Conventional Terestrial Sistem) antara spherically symmetric element keplerian dan osculating element keplerian . Analisa uji statistik didapatkan nilai error yang dilihat dari standart deviasi. Kesalahan jarak bisa dihitung dari clock error dimana clock error didapat dari koordinat satelit. Hasil dari penelitian ini didapatkan nilai kesalahn jarak antara receiver dan satelit GPS pada tanggal 28 Mei 2011 dalam 1 s sebesar 0.03005912058174 m. kesalahan jarak pada tanggal 29 Mei 2011 dalam 1 s sebesar 0.00548921656474 m. Kesalahan jarak antara receiver dan satelit GPS pada tanggal 28 Juni 2011 dalam 1 s sebesar 0.00825749286201 m. Kesalahan jarak yang diperoleh pada tanggal 29 Juni 2011 dalam 1 s sebesar 0.000296 m. Kata Kunci : GPS-CORS ,broadcast ephemeris, spherically symmetric element keplerian, osculating element keplerian I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang Satelit GPS memiliki ketinggian orbit sekitar 20.000 km di atas permukaan bumi dan jumlahnya relative cukup banyak, yaitu 24 satelit yang menempati enam (6) bidang orbit dengan bentuknya sangat mendekati lingkaran, dengan eksentrisitas orbit umumnya lebih kecil dari 0,02 [Green, 1989] dimungkinkan sinyal satelit GPS dapat diterima di sebagian besar daerah bumi termasuk wilayah Indonesia. Pengamatan sinyal-sinyal satelit GPS menghasilkan informasi mengenai posisi satelit, kecepatan, dan waktu atau parameter- parameter turunannya. Bentuk orbit satelit GPS diperlukan untuk menginformasikan koordinat satelit GPS yang nantinya diperlukan sebagai koordinat titik tetap dalam perhitungan koordinat titik-titik lainnya di permukaan bumi (position determination) [Abidin.2001]. Dengan memperhatikan element kepler yang mempengaruhi ukuran, bentuk, lokasi satelit GPS dan orientasi orbit satelit GPS yang mengelilingi bumi maka akan didapat gambaran bentuk orbit satelit GPS. Sinyal-sinyal GPS yang berisi pesan navigasi (navigation message) salah satunya berisi tentang informasi ephemeris atau orbit satelit yang biasa disebut broadcast ephemeris. Broadcast ephemeris ditentukan oleh sistem kontrol GPS. Dalam broadcast ephemeris informasi tentang posisi satelit tidak diberikan langsung dalam bentuk koordinat, tetapi dalam bentuk element- element keplerian dari orbit GPS yang kemudian digunakan untuk menghitung

Upload: dohuong

Post on 06-May-2019

220 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

1

ANALISA PERBANDINGAN ORBIT SATELIT GPS YANG DIPENGARUHI OLEH

SPHERICALLY SYMMETRIC ELEMENT KEPLERIAN DAN OSCULATING

ELEMENT KEPLERIAN (STUDY KASUS SURABAYA)

Abdur Rozaq1), Mokhamad Nur Cahyadi1), Eko Yuli Handoko1)

Jurusan Teknik Geomatika, Fakultas Teknik Sipil Dan Perencanaan, Institut Teknologi Sepuluh Nopember, Surabaya 60111, Indonesia

Email: [email protected]

Abstrak

Satelit GPS diamati dalam waktu yang cukup akan diperoleh informasi mengenai posisi satelit,

kecepatan, waktu dan parameter-parameter turunannya. Untuk menghitung posisi pengguna di Bumi

Salah satu cara yang dilakukan adalah menghitung orbit satelit dengan menggunakan Broadcast

Ephemeris [Abidin.2001]. Dari GPS CORS Teknik Geometika akan diperoleh data Broadcast

Ephemeris yang mana terdapat element-element kepler yang merupakan karakteristik 6 keplerian

element. Dengan menggunakan analisa perbandingan orbit satelit GPS yang dipengaruhi oleh

spherically symmetric element keplerian dan osculating element keplerian maka didapatkan

perbedaan koordinat CTS (Conventional Terestrial Sistem) antara spherically symmetric element

keplerian dan osculating element keplerian . Analisa uji statistik didapatkan nilai error yang dilihat

dari standart deviasi. Kesalahan jarak bisa dihitung dari clock error dimana clock error didapat dari

koordinat satelit. Hasil dari penelitian ini didapatkan nilai kesalahn jarak antara receiver dan satelit

GPS pada tanggal 28 Mei 2011 dalam 1 s sebesar 0.03005912058174 m. kesalahan jarak pada

tanggal 29 Mei 2011 dalam 1 s sebesar 0.00548921656474 m. Kesalahan jarak antara receiver dan

satelit GPS pada tanggal 28 Juni 2011 dalam 1 s sebesar 0.00825749286201 m. Kesalahan jarak yang

diperoleh pada tanggal 29 Juni 2011 dalam 1 s sebesar 0.000296 m.

Kata Kunci : GPS-CORS ,broadcast ephemeris, spherically symmetric element keplerian,

osculating element keplerian

I PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Satelit GPS memiliki ketinggian orbit

sekitar 20.000 km di atas permukaan bumi

dan jumlahnya relative cukup banyak, yaitu

24 satelit yang menempati enam (6) bidang

orbit dengan bentuknya sangat mendekati

lingkaran, dengan eksentrisitas orbit

umumnya lebih kecil dari 0,02 [Green, 1989]

dimungkinkan sinyal satelit GPS dapat

diterima di sebagian besar daerah bumi

termasuk wilayah Indonesia.

Pengamatan sinyal-sinyal satelit GPS

menghasilkan informasi mengenai posisi

satelit, kecepatan, dan waktu atau parameter-

parameter turunannya. Bentuk orbit satelit

GPS diperlukan untuk menginformasikan

koordinat satelit GPS yang nantinya

diperlukan sebagai koordinat titik tetap

dalam perhitungan koordinat titik-titik

lainnya di permukaan bumi (position

determination) [Abidin.2001]. Dengan

memperhatikan element kepler yang

mempengaruhi ukuran, bentuk, lokasi satelit

GPS dan orientasi orbit satelit GPS yang

mengelilingi bumi maka akan didapat

gambaran bentuk orbit satelit GPS.

Sinyal-sinyal GPS yang berisi pesan

navigasi (navigation message) salah satunya

berisi tentang informasi ephemeris atau orbit

satelit yang biasa disebut broadcast

ephemeris. Broadcast ephemeris ditentukan

oleh sistem kontrol GPS. Dalam broadcast

ephemeris informasi tentang posisi satelit

tidak diberikan langsung dalam bentuk

koordinat, tetapi dalam bentuk element-

element keplerian dari orbit GPS yang

kemudian digunakan untuk menghitung

2

posisi satelit dari waktu ke waktu, sehingga

dapat digambarkan bagaimana bentuk orbit

satelit.

Prinsip-prinsip hukum kepler menjelasan

dasar dari bentuk pergerakan orbit satelit.

Posisi satelit dipengaruhi oleh faktor element

keplerian. Jika posisi satelit tidak ada

gangguan gaya perturbasi maka orbit satelit

memiliki bentuk spherical symmetric element

keplerian. Tetapi pada kenyataanya

dipengaruhi oleh gaya perturbasi, sehingga

menyebabkan bentuk orbit satelit menjadi

tidak simetris atau disebut osculating element

keplerian.

1.2. Tujuan Tugas Akhir

Tujuan dari penelitian ini adalah:

a. Melakukan pengolahan broadcast

ephemeris ke dalam koordinat orbital

dan koordinat geosentrik.

b. Melakukan analisa koordinat

geosentrik dari orbit satelit spherical

symmetric element keplerian dan

osculating element keplerian.

c. Melakukan perbandingan spherical

symmetric element keplerian dan

osculating element keplerian.

1.3. Perumusan Masalah

Permasalahan yang dimunculkan dalam

penelitian ini adalah:

a. Bagaimana menentukan model orbit

satelit GPS di wilayah Surabaya

dengan memasukkan element kepler

kedalam bentuk orbit satelit GPS.

b. Membandingkan orbit satelit

spherical symmetric element

keplerian dan osculating element

keplerian.

1.4. Batasan Masalah

Batasan masalah dari penelitian tugas

akhir ini adalah:

a. Data sinyal satelit GPS tanggal 28-29

Mei 2011

b. Menganalisis koordinat Geosentrik

yang didapat dari koordinat orbital

satelit spherical symmetric element

keplerian dan osculating element

keplerian.

c. Menganalisa pengaruh perbandingan

orbit satelit GPS yang dipengaruhi

oleh spherical symmetric element

keplerian dan osculating element

keplerian.

II. METODOLOGI

2.1 Lokasi Penelitian Data penelitian ini didapat dari GPS-

CORS di Geomatika ITS. Secara

geografis, daerah penelitian terletak pada

7016’47” LS dan 112

047’40” BT.

2.2 Peralatan dan Bahan

Peralatan yang digunakan dalam

penelitian ini antara lain:

a. Perangkat Keras (Hardware).

Laptop

Printer

b. Perangkat Lunak (Software)

Microsoft Office 2007 untuk

pembuatan laporan.

MATLAB R2009a digunakan untuk

perhitungan data.

Software SPSS 12.0 untuk

pengolahan uji statistik.

Bahan yang digunakan dalam penelitian ini

adalah : No Jenis Data Keterangan

1

Data rinex navigasi 28-29 Mei 2011

Data rinex navigasi

28-29 Juni 2011

Merupakan unsur- unsur dari element keplerian

dari base GPS CORS.

2

Data rinex

observation GPS

CORS 28-29 Mei

2011

Data rinex

observation GPS

CORS 28-29 Juni

2011

Untuk proses pengolahan

pseodorange dari satelit

ke GPS CORS Geomatika

ITS.

3

Data rinex Pricese

ephemeris (SP3) 28-29 Mei 2011

Data rinex Pricese

ephemeris (SP3)

28-29 Mei 2011

Sebagai pengecakan bentuk orbit satelit.

3

2.3 Metodologi Penelitian

Gambar 1. Diagram alir pengolahan data

Penjelasan tentang pengolahan data:

a. Perhitungan spherical symmetric

element keplerian

Mengidentifikasi nilai-nilai yang ada

dalam data rinex navigation dengan

table 1(terlampir).

Melakukan perhitungan Julian Date

hingga akhirnya di dapatkan nilai

waktu seconds of week satelit GPS

Melakukan perhitungan Mean

Motion.

Melakukan perhitungan Mean

Anomaly

Menghitung Eccentric Anomaly (Ek)

Menghitung True Anomaly (vk)

Menghitung Argument of latitude

Menghitung Argument of latitude

correction dengan nilai dan =

0

Menghitung Inclination correction

dengan nilai dan = 0.

Menghitung Inclination correction

dengan nilai dan = 0.

Menghitung Corrected argument of

latitude

Menghitung Correction radius

Menghitung Correction inclination

Posisi satelit dibidang orbital

Menghitung Lintang terkoreksi

Perhitungan r3*(-omega)

Perhitungan r1*(-inklinasi)

Perhitungan r3*(-OMEGA)

Menghitung posisi satelit dalam

koordinat geosentrik

b. Perhitungan osculating element

keplerian.

Mengidentifikasi nilai-nilai yang ada

dalam data rinex navigation dengan

table 1(terlampir).

Melakukan perhitungan Julian Date

hingga akhirnya di dapatkan nilai

waktu seconds of week satelit GPS

Melakukan perhitungan Mean

Motion.

Melakukan perhitungan Mean

Anomaly

4

Menghitung Eccentric Anomaly (Ek)

Menghitung True Anomaly (vk)

Menghitung Argument of latitude

Menghitung Argument of latitude

correction nilai dan = 0 tidak

sama dengan 0.

Menghitung Inclination correction

dengan nilai dan tidak sama

dengan 0.

Menghitung Inclination correction

dengan nilai dan tidak sama

dengan 0.

Menghitung Corrected argument of

latitude

Menghitung Correction radius

Menghitung Correction inclination

Posisi satelit dibidang orbital

Menghitung Lintang terkoreksi

Perhitungan r3*(-omega)

Perhitungan r1*(-inklinasi)

Perhitungan r3*(-OMEGA)

Menghitung posisi satelit dalam

koordinat geosentrik

III. HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Analisa Perhitungan 28 Mei 2011 4.1.1 Analisa PRN 2

Dalam perhitungan spherical symmetric

element keplerian dan osculating element

keplerian pada broadcast ephemeris PRN 2 digambarkan di bawah ini maka akan didapat

gambar sebagai berikut:

5.75 5.8 5.85 5.9 5.95

x 105

-3

-2

-1

0

1

2

3x 10

7

GPS Time (seconds)

Positio

n a

t E

CE

F C

oord

inate

(m

ete

rs)

Plot of Satellite Position from Broadcast Orbit

XS

YS

ZS

5.75 5.8 5.85 5.9 5.95

x 105

-4000

-2000

0

2000

4000

GPS Time (seconds)

Positio

n a

t E

CE

F C

oord

inate

(m

ete

rs/s

ec) Plot of Satellite Velocity from Broadcast Orbit

Vxs

Vys

Vzs

5.76 5.78 5.8 5.82 5.84 5.86 5.88 5.9 5.92 5.94 5.96

x 105

338.79

338.8

338.81

338.82

338.83

338.84

338.85Plot of Satellite Clock Correction from Broadcast Orbit

Clo

ck C

orr

ection (

ms)

GPS Time (seconds)

Gambar 4.1 Grafik spherical koordinat CTS

Satelit GPS PRN 2

5.75 5.8 5.85 5.9 5.95

x 105

-3

-2

-1

0

1

2

3x 10

7

GPS Time (seconds)

Pos

ition

at

EC

EF

Coo

rdin

ate

(met

ers)

Plot of Satellite Position from Broadcast Orbit

XS

YS

ZS

5.75 5.8 5.85 5.9 5.95

x 105

-4000

-2000

0

2000

4000

GPS Time (seconds)

Pos

ition

at

EC

EF

Coo

rdin

ate

(met

ers/

sec)

Plot of Satellite Velocity from Broadcast Orbit

Vxs

Vys

Vzs

5.76 5.78 5.8 5.82 5.84 5.86 5.88 5.9 5.92 5.94 5.96

x 105

338.79

338.8

338.81

338.82

338.83

338.84

338.85Plot of Satellite Clock Correction from Broadcast Orbit

Clo

ck C

orre

ctio

n (m

s)GPS Time (seconds)

Gambar 4.2 Grafik osculating koordinat CTS

Satelit GPS PRN 2

5.75 5.8 5.85 5.9 5.95

x 105

-3

-2

-1

0

1

2

3x 10

7

GPS Time (seconds)

Pos

ition

at

EC

EF

Coo

rdin

ate

(met

ers)

Plot of Satellite Position from Broadcast Orbit

XS

YS

ZS

5.75 5.8 5.85 5.9 5.95

x 105

-4000

-2000

0

2000

4000

GPS Time (seconds)

Pos

ition

at

EC

EF

Coo

rdin

ate

(met

ers/

sec)

Plot of Satellite Velocity from Broadcast Orbit

Vxs

Vys

Vzs

5.76 5.78 5.8 5.82 5.84 5.86 5.88 5.9 5.92 5.94 5.96

x 105

338.79

338.8

338.81

338.82

338.83

338.84

338.85Plot of Satellite Clock Correction from Broadcast Orbit

Clo

ck C

orre

ctio

n (m

s)

GPS Time (seconds)

Gambar 4.3 Grafik Velocity spherical pada

Koordinat CTS Satelit GPS PRN 2

5.75 5.8 5.85 5.9 5.95

x 105

-3

-2

-1

0

1

2

3x 10

7

GPS Time (seconds)

Positio

n a

t E

CE

F C

oord

inate

(m

ete

rs)

Plot of Satellite Position from Broadcast Orbit

XS

YS

ZS

5.75 5.8 5.85 5.9 5.95

x 105

-4000

-2000

0

2000

4000

GPS Time (seconds)

Positio

n a

t E

CE

F C

oord

inate

(m

ete

rs/s

ec) Plot of Satellite Velocity from Broadcast Orbit

Vxs

Vys

Vzs

5.76 5.78 5.8 5.82 5.84 5.86 5.88 5.9 5.92 5.94 5.96

x 105

338.79

338.8

338.81

338.82

338.83

338.84

338.85Plot of Satellite Clock Correction from Broadcast Orbit

Clo

ck C

orr

ection (

ms)

GPS Time (seconds)

Gambar 4.4 Grafik Velocity osculating

Koordinat CTS Satelit GPS PRN 2

Dari gambar (4.1) dan (4.2) dapat

dianalisa bahwa terjadi perubahan nilai X, Y dan

Z seiring dengan pergerakan orbit satelit.

Perubahan nilai koordinat yang paling besar

terjadi pada koordinat Z ini dikarenakan

perubahan velocity terbesar terjadi pada Vz,

yang dapat dilihat pada gambar (4.3) dan (4.4).

5

5.75 5.8 5.85 5.9 5.95

x 105

-3

-2

-1

0

1

2

3x 10

7

GPS Time (seconds)

Positio

n a

t E

CE

F C

oord

inate

(m

ete

rs)

Plot of Satellite Position from Broadcast Orbit

XS

YS

ZS

5.75 5.8 5.85 5.9 5.95

x 105

-4000

-2000

0

2000

4000

GPS Time (seconds)

Positio

n a

t E

CE

F C

oord

inate

(m

ete

rs/s

ec) Plot of Satellite Velocity from Broadcast Orbit

Vxs

Vys

Vzs

5.76 5.78 5.8 5.82 5.84 5.86 5.88 5.9 5.92 5.94 5.96

x 105

338.79

338.8

338.81

338.82

338.83

338.84

338.85Plot of Satellite Clock Correction from Broadcast Orbit

Clo

ck C

orr

ection (

ms)

GPS Time (seconds) Gambar 4.5 Grafik Clock Correction spherical

Satelit GPS PRN 2

5.75 5.8 5.85 5.9 5.95

x 105

-3

-2

-1

0

1

2

3x 10

7

GPS Time (seconds)

Positio

n at E

CE

F C

oordin

ate (m

eters)

Plot of Satellite Position from Broadcast Orbit

XS

YS

ZS

5.75 5.8 5.85 5.9 5.95

x 105

-4000

-2000

0

2000

4000

GPS Time (seconds)

Positio

n at E

CE

F C

oordin

ate (m

eters/sec) Plot of Satellite Velocity from Broadcast Orbit

Vxs

Vys

Vzs

5.76 5.78 5.8 5.82 5.84 5.86 5.88 5.9 5.92 5.94 5.96

x 105

338.79

338.8

338.81

338.82

338.83

338.84

338.85Plot of Satellite Clock Correction from Broadcast Orbit

Clo

ck C

orrectio

n (m

s)

GPS Time (seconds) Gambar 4.6 Grafik Clock Correction osculating

Satelit GPS PRN 2

Pada gambar (4.5) dan (4.6) terlihat

sebuah garis linier dalam plot koreksi jam (Clock

Correction) satelit dengan nilai koreksi jam

bertambah besar seiring dengan pergerakan

satelit.

-200 -150 -100 -50 0 50 100 150 200-100

-80

-60

-40

-20

0

20

40

60

80

100

Gambar 4.7 Pergerakan Jejak spherical Satelit

GPS PRN

2

-200 -150 -100 -50 0 50 100 150 200-100

-80

-60

-40

-20

0

20

40

60

80

100

Gambar 4.8 Pergerakan Jejak osculating Satelit

GPS PRN 2

Pada gambar (4.7) dan (4.8) dapat dilihat

pergerakan satelit dipermukaan bumi bergerak

kearah barat dan sinyal dapat direcord oleh GPS

CORS-ITS dengan baik.

-200 -150 -100 -50 0 50 100 150 200-100

-80

-60

-40

-20

0

20

40

60

80

100

Gambar 4.9 Pergerakan Jejak Satelit GPS PRN 2

Antara Broadcast Dan Precise Ephemeris.

Pada gambar (4.9) merupakan gambar

pergerakan satelit dari data broadcast ephemeris

dibandingkan dengan data dari precise ephemeris

(Sp3). Spherical symmetric element keplerian

dan Osculating element keplerian akan diuji

dengan uji statistik dengan mengambil data sampel dari jarak Spherical symmetric element

keplerian dan Osculating element keplerian

sehingga didapatkan hasil pengolahan data sebagai berikut:

Tabel 1 Uji Statistics

Satelit N Mean

Std. Deviation

Std. Error Mean

spherical & osculating

73 4.764114 0.031213 0.00365

Pada tabel 1 didapatkan informasi bahwa

mean antara variabel spherical symmetric element keplerian dan variabel koordinat

osculating element keplerian adalah 4.764114655

dengan setandar deviasi sebesar 0.01321. Uji

statistik ini menunjukkan bahwa jarak antara spherical symmetric element keplerian dan

variabel koordinat osculating element keplerian

memiliki error sebesar standart deviasi yaitu 0.01321.

4.1.2 Analisa PRN 5

Dalam perhitungan spherical symmetric element keplerian dan osculating element

keplerian pada broadcast ephemeris PRN 5

digambarkan di bawah ini maka akan didapat gambar sebagai berikut:

6

6 6.5 7 7.5

x 104

-3

-2

-1

0

1

2

3x 10

7

GPS Time (seconds)

Positio

n a

t E

CE

F C

oord

inate

(m

ete

rs)

Plot of Satellite Position from Broadcast Orbit

XS

YS

ZS

6 6.5 7 7.5

x 104

-3000

-2000

-1000

0

1000

2000

3000

4000

GPS Time (seconds)

Positio

n a

t E

CE

F C

oord

inate

(m

ete

rs/s

ec) Plot of Satellite Velocity from Broadcast Orbit

Vxs

Vys

Vzs

6 6.5 7 7.5

x 104

0

50

100

150

200Plot of Satellite Clock Correction from Broadcast Orbit

Clo

ck C

orr

ection (

ms)

GPS Time (seconds)

Ga

mbar 4.10 Grafik spherical koordinat CTS Satelit

GPS PRN

5

6 6.5 7 7.5

x 104

-3

-2

-1

0

1

2

3x 10

7

GPS Time (seconds)

Posi

tion a

t E

CE

F C

oord

inate

(m

ete

rs)

Plot of Satellite Position from Broadcast Orbit

XS

YS

ZS

6 6.5 7 7.5

x 104

-3000

-2000

-1000

0

1000

2000

3000

4000

GPS Time (seconds)

Posi

tion a

t E

CE

F C

oord

inate

(m

ete

rs/s

ec)

Plot of Satellite Velocity from Broadcast Orbit

Vxs

Vys

Vzs

6 6.5 7 7.5

x 104

0

50

100

150

200Plot of Satellite Clock Correction from Broadcast Orbit

Clo

ck C

orr

ect

ion (

ms)

GPS Time (seconds)

Gambar 4.11 Grafik osculating koordinat CTS

Satelit GPS PRN

56 6.5 7 7.5

x 104

-3

-2

-1

0

1

2

3x 10

7

GPS Time (seconds)

Pos

ition

at

EC

EF

Coo

rdin

ate

(met

ers)

Plot of Satellite Position from Broadcast Orbit

XS

YS

ZS

6 6.5 7 7.5

x 104

-3000

-2000

-1000

0

1000

2000

3000

4000

GPS Time (seconds)

Pos

ition

at

EC

EF

Coo

rdin

ate

(met

ers/

sec)

Plot of Satellite Velocity from Broadcast Orbit

Vxs

Vys

Vzs

6 6.5 7 7.5

x 104

0

50

100

150

200Plot of Satellite Clock Correction from Broadcast Orbit

Clo

ck C

orre

ctio

n (m

s)

GPS Time (seconds)

Gambar 4.12 Grafik Velocity spherical

Koordinat CTS Satelit GPS PRN 5

6 6.5 7 7.5

x 104

-3

-2

-1

0

1

2

3x 10

7

GPS Time (seconds)

Pos

ition

at

EC

EF

Coo

rdin

ate

(met

ers)

Plot of Satellite Position from Broadcast Orbit

XS

YS

ZS

6 6.5 7 7.5

x 104

-3000

-2000

-1000

0

1000

2000

3000

4000

GPS Time (seconds)

Pos

ition

at

EC

EF

Coo

rdin

ate

(met

ers/

sec)

Plot of Satellite Velocity from Broadcast Orbit

Vxs

Vys

Vzs

6 6.5 7 7.5

x 104

0

50

100

150

200Plot of Satellite Clock Correction from Broadcast Orbit

Clo

ck C

orre

ctio

n (m

s)

GPS Time (seconds)

Gambar 4.13 Grafik Velocity osculating

Koordinat CTS Satelit GPS PRN 5

Dari gambar (4.10) dan (4.11) dapat

dianalisa bahwa terjadi perubahan nilai X, Y dan

Z seiring dengan pergerakan orbit satelit.

Perubahan nilai koordinat yang paling besar

terjadi pada koordinat Z ini dikarenakan

perubahan velocity terbesar terjadi pada Vz,

yang dapat dilihat pada gambar (4.12) dan (4.13). 6 6.5 7 7.5

x 104

-3

-2

-1

0

1

2

3x 10

7

GPS Time (seconds)

Positio

n a

t E

CE

F C

oord

inate

(m

ete

rs)

Plot of Satellite Position from Broadcast Orbit

XS

YS

ZS

6 6.5 7 7.5

x 104

-3000

-2000

-1000

0

1000

2000

3000

4000

GPS Time (seconds)

Positio

n a

t E

CE

F C

oord

inate

(m

ete

rs/s

ec) Plot of Satellite Velocity from Broadcast Orbit

Vxs

Vys

Vzs

6 6.5 7 7.5

x 104

0

50

100

150

200Plot of Satellite Clock Correction from Broadcast Orbit

Clo

ck C

orr

ection (

ms)

GPS Time (seconds)

Gambar 4.14 Grafik Clock Correction spherical

Satelit GPS PRN 5 6 6.5 7 7.5

x 104

-3

-2

-1

0

1

2

3x 10

7

GPS Time (seconds)

Positio

n a

t E

CE

F C

oord

inate

(m

ete

rs)

Plot of Satellite Position from Broadcast Orbit

XS

YS

ZS

6 6.5 7 7.5

x 104

-3000

-2000

-1000

0

1000

2000

3000

4000

GPS Time (seconds)

Positio

n a

t E

CE

F C

oord

inate

(m

ete

rs/s

ec) Plot of Satellite Velocity from Broadcast Orbit

Vxs

Vys

Vzs

6 6.5 7 7.5

x 104

0

50

100

150

200Plot of Satellite Clock Correction from Broadcast Orbit

Clo

ck C

orr

ection (

ms)

GPS Time (seconds)

Gambar 4.15 Grafik Clock Correction osculating

Satelit GPS PRN 5

Pada gambar (4.14) dan (4.15) terlihat

penurunan dan lonjakan nilai secara signifikan

sebesar 170 ms seperti yang terlihat dalam plot

koreksi jam (Clock Correction) satelit. Penyebab

perbedaan ini adalah update dari siaran

ephemeris terjadi pada saat grafik melompat pada

perhitungan orbit satelit dan terjadinya koreksi

jam sebelum dan setelah waktu melompat

menggunakan data ephemeris yang berbeda.

-200 -150 -100 -50 0 50 100 150 200-100

-80

-60

-40

-20

0

20

40

60

80

100

Gambar 4.16 Pergerakan Jejak spherical Satelit

GPS PRN 5

7

-200 -150 -100 -50 0 50 100 150 200-100

-80

-60

-40

-20

0

20

40

60

80

100

Gambar 4.17 Pergerakan Jejak osculating Satelit

GPS PRN 5

Pada gambar (4.17) dapat dilihat

pergerakan satelit dipermukaan bumi bergerak

dari arah timur menuju kearah barat dan sinyal

GPS dapat direcord oleh GPS CORS-ITS dengan

baik.

-200 -150 -100 -50 0 50 100 150 200-100

-80

-60

-40

-20

0

20

40

60

80

100

Gambar 4.18 Pergerakan Jejak Satelit GPS PRN

5 Antara Broadcast Dan Precise Ephemeris.

Pada gambar (4.18) merupakan gambar

pergerakan satelit dari data broadcast ephemeris

dibandingkan dengan data dari precise ephemeris (Sp3) sehingga dapat dianalisa bahwa ada

perbedaan koordinat antara pergerakan satelit

spherical, osculating dan sp3.

Sphericalsymmetric element keplerian dan osculating element keplerian akan diuji

dengan uji statistik menggunakan metode uji t-

paired dengan mengambil data sampel dari jarak spherical symmetric element keplerian dan

osculating element keplerian sehingga

didapatkan hasil pengolahan data sebagai berikut: Tabel 2 Uji Statistics

Satelit N Mean

Std. Deviation

Std. Error Mean

spherical & osculating

73 0.194502 0.001997 0.0002337

Pada tabel 2 didapatkan informasi

bahwa mean antara variabel spherical symmetric

element keplerian dan variabel koordinat

osculating element keplerian adalah 0.1945

dengan setandar deviasi sebesar 0.001997. Uji

statistik ini menunjukkan bahwa jarak antara

spherical symmetric element keplerian dan variabel koordinat osculating element keplerian

memiliki error sebesar standart deviasi yaitu

0.001997.

4. KESIMPULAN DAN SARAN

4.1 Kesimpulan

Penelitian tentang Analisa spherical

symmetric element keplerian dan osculating

element keplerian yang data rinex didapat dari

pengamatan melalui stasiun GPS-CORS Jurusan

Teknik Geomatika ITS dapat disimpulkan

sebagai berikut :

a. Besarnya error jarak pada pergerakan satelit

antara spherical symmetric element keperian

dan osculating element keplerian dapat

dilihat dalam standart deviasi masing-masing

setiap satelit, dimana pada penelitian ini yang

terbesar dapat dilihat pada satelit PRN 2

tanggal 29 Mei 2011.

b. Kesalahn jarak antara receiver dan satelit

GPS pada tanggal 28 Mei 2011 dalam 1 s

sebesar 0.03005912058174 m atau 0.00003

km. kesalahan jarak pada tanggal 29 Mei

2011 dalam 1 s sebesar 0.00548921656474

m atau 0.000003 km.

c. Kesalahn jarak antara receiver dan satelit

GPS pada tanggal 28 Juni 2011 dalam 1 s

sebesar 0.00825749286201 m. Kesalahan

jarak yang diperoleh pada tanggal 29 Juni

2011 dalam 1 s sebesar 0.000296 m.

4.2 Saran

Saran dalam penelitian ini antara lain:

a. Untuk mendapatkan nilai orbit satelit yang

benar maka gunakan bentuk orbit yang

osculating spherical symmetric, karena

dalam orbital spherical symmetric ada

koreksi inklinasi, koreksi radius dan koreksi

argument lintang. Sedangkan pada bentuk

orbit spherical symmetric element keplerian

koreksi = 0 atau di sebut keadaan alami orbit

8

satelit yang dipengaruhi oleh pertubrasi,

dimana pertubrasi yang terjadi tidak

diberikan koreksi inklinasi, koreksi radius

dan koreksi argument lintang.

b. Perlu adanya penelitian selanjutnya untuk mendapatkan pemodelan yang lebih teliti

dengan ketelitian yang bisa mendekati nilai

precise ephemeris atau ultra ephemeris karena didalam data broadcast ephemeris

terdapat semua element koreksi satelit.

DAFTAR PUSTAKA

• Abidin, H.Z. 2000. Penentuan Posisi

dengan GPS dan Aplikasinya.

Jakarta: PT Pradnya Paramita

• Abidin, H.Z. 2001. Diktat Kuliah

Geodesi Satelit-1. Bandung : Jurusan

Teknik Geodesi ITB.Abidin, H.Z.

2001. Geodesi Satelit. Jakarta:

Pradnya Paramita.

• Abidin, H.Z., Jones, A.,Kahar, J.

2002. Survey Dengan GPS. Jakarta:

PT Pradnya Paramita

• Aisyah.Siti.2004. Studi Mengenai

Pengaruh Kualitas Orbit Satelit

Terhadap Kualitas Posisi

GPS.Geomatika-ITS

• B.hofmann-wellenhof,

H.Lichtenegger,J.Collins.1992. GPS

Theory and Practice.New York:

Springer Wien New York

• Bao. James, Tsui .Yen. 2000.

Fundamentals of Global Positioning

System Receivers. John Wiley &

Sons, Inc.

• Calais.E,Satellite Orbit, Purdue

University - EAS Department

• David W. Allan, Marc A.

Weiss.1980. Accurate Time And

Frequency Transfer During Common-

View Of A Gps Satellite. National

Bureau of Standards Boulder,

Colorado

• Green,Colonel G.B.,et al.1989.The

GPS 21 Primary Satellite

Constellation.Navigation, Journal of

the institute of Navigation 36, Spring.

• Hutomo, P. 2010. Studi Tentang

CORS GPS (Continuously Operating

Reference Station) Studi Kasus

CORS GPS-ITS. Surabaya : Tugas

Akhir Program Studi Teknik

Gematika-ITS.

• Rizal, M. 2010, Analisa Nilai TEC

(Total Electron Content) Pada

Lapisan Ionosfer Dengan

Menggunakan Data Pengamatan GPS

Dua Frekuensi. 2009. Surabaya :

Tugas Akhir Program Studi Teknik

Gematika-ITS.

• Seeber,Gunter.1993. Satellite

Geodesy Foundations, Methods, and

Applikations.New York: Walter de

Gruyter

• Sinha.N.K. On the Orbit

Determination Problem,McMaster

University

• Strang,Gilbert-Borre,Kai.1997.Linera

Algebra Geodesy,and

GPS.Wellesley:Cambridge Press

• Stuttgart University Institute for

Navigation. Satellite Navigation.

Diktat kuliah Stuttgart University

• Zhang.wen.dkk, Extension of GPS

Broadcast Ephemeris to Determine

Satellite Velocity and Acceleratio,

University of Leeds.