PERALATAN NAVIGASI

PERALATAN NAVIGASI

• BAB I

GPS : Global Positioning System.

GPS adalah satu-satunya sistem navigasi satelit yg berfungsi dengan baik. Sistem GPS ini menggunakan 24 satelit yg mengirimkan sinyal gelombang mikro ke bumi. Sinyal ini di terima oleh alat penerima di permukaan, dan di gunakan untuk menentukan posisi, kecepatan, arah dan waktu.

Sistem ini di kembangkan oleh Departemen Pertahanan Amerika. Sistem yg serupa dengan GPS antara lain 'GLONASS (Rusia), Galileo (Uni Eropa) dan IRNSS (India).

KEMAMPUAN GPS :

Beberapa kemampuan GPS antara lain dapat memberikan informasi tentang posisi, kecepatan, arah dan waktu secara cepat dan akurat, di mana saja di bumi ini tanpa tergantung cuaca. Hal yag perlu di catat GPS adalah satu-satunya sistem navigasi ataupu alat penentuan posisi dalam beberapa abad ini yg memiliki kemampuan handal seperti itu. Ketelitian posisi yg di dapat GPS bisa mencapai mm, untuk ketilian kecepatan  GPS dapat mencapai beberapa cm/s dan ketelitian penentuan posisi yg di peroleh akan tergantung pada beberapa faktor yaitu metode penentuan posisi, geometri satelit, tingkat ketelitian data dan metode pengolahan datanya.

PRINSIP PENENTUAN POSISI DENGAN GPS :

• Penentuan posisi dengan GPS yaitu menggunakan metode reaksi jarak, di mana pengukuran jarak di lakukan secara simultan ke beberapa satelit yg telah di ketahui kordinatnya. Pada pengukuran GPS, setiap segmen memiliki empat parameter yg harus di tentukan : yaitu 3 parameter kordinat X, Y, Z atau L, B, H dan satu parameter kesalahan waktu akibat ketidak sinkronan jam isolator di satelit dengan jam di reciver GPS, oleh karena itu di perlukan minimal pengukuran jarak ke empat satelit.

SEGEMEN PENYUSUNAN GPS :

• Secara  umum ada tiga segmen dalam sistem GPS yaitu segmen sistem kontrol, segmen satelit, dan segmen pengguna. Satelit GPS dapat di analogikan sebagai stasiun radio angkasa, yg di lengkapi dengan antena-antena untuk mengirim dan menerima sinyal-sinyal gelombang. Sinyal-sinyal ini selanjutnya di terima oleh reciver GPS di dekat permukaan bumi. Selain itu GPS juga di lengkapi dengan peralatan untuk mengontrol attitude satelit. Satelit-satelit GPS dapat di bagi atas beberapa generasi yaitu : blok I, blok II, blok II A, blok II R dan blok II F. Hingga april 1999 ada 8 satelit blok II, 18 satelit blok II A, dan 1 satelit di blok II R, yg oprasioanal. Secara umum segmen sistem kontrol berfungsi mengontrol dan memantau oprasional satelit dan memastikan bahewa satelit befungsi sebagaimana mestinya. Segmen pengguna terdiiri dari para pengguna satelit GPS di manapun keberadaannya. Dalam hal alat  penerima sinyal GPS(reciver) di perlukan untuk menerima  dan memproses sinyal-sinyal dari satelit GPS untuk di gunakan dalam penentuan posisi, kecepatan dan waktu. Komponen utama dari suatu reciver GPS secara umum adalah antena dengan pre-amplifier, bagian RFdengan pengidentifikasi sinyal dan memproses sinyal, memproses mikro untuk pengontrolan reciver, data sampling dan memproses data (solusi navigasi), osilator presisi, satu daya, unit perintah dan tampilan, dan memori serta perekam data.

KETELITIAN POSISI YANG DI PEROLEH DARI SISTEM GPS :

• memberikan nilai posisi dalam spetrum yg  cukup luas, mulai dari meter sampai dengan milimeter. Sebelum mei 2000 (SA on) ketelitian posisi GPS metode absolut dengan data psedorange mencapai 30 – 100 meter. Kemudian setelah SA off ketelitian membaik menjadi 3 – 6 meter. Sementara itu teknik DGPS memberikan ketelitian 1 -2 meter, dan teknk RTK memberikan ketelitian  1- 5 meter senti meter. Untuk posisi dengan ketilitian milimeter di berikan oleh teknik survei GPS dengan peralatan GPS tipe geodetik dual frekuensi dan strategi pengolahan data tertentu.

SUMBER KESALAHAN :

1.       Keterlambatan dari pantulan lonosphere dan troposhere terjadi peturunan ketepatan akibat dari keterlambatan waktu saat signal menembus lapisan ini, namun GPS dapat mengoreksi dengan mengasumsikan faktor kesalahan rata-rata.

2.       Error dan pantulan signal, hal ini terjadi jika signal GPS berpantulan dengan objek seperti bangunan atau gunung sebelum di terima oleh GPS reciver.

3.       Kesalahan waktu dari unit kita, ketepatan waktu/jam dari unit kita tidak setepat jam atom di GPS satelit (GPS memakai Atomic Clock) untuk itu ada sedikit error.

4.       Orbital errors, di kenal sebagai ephemeris errors, hal ini terjadi karena jika ada pergeseran dari orbit/laporan dari satelit unuk posisinya.

5.       Jumlah satelit yg di terima, tambah banyak singnal yg di terima tambah tinggi ketepatannya.

6.       Bangunan, gunung, gangguan oletronik, bahkan pohon rindan dapat mengganggu ketepatannya.

7.       Posisi relative dari satelit/gangguan sisi miring, hal ini terjadi jika posisi satelit terletak pada sudut yg sangat lebar, sangat dekat atau hampir berhimpitan satu sama lain sehinga perhitungan ketepatan jadi berkurang.

8.       Penurunan degradasi yg di atur oleh departemen pertahanan Amerika/SA(Selective Availability), hal ini di lakukan untuk menghindari militer menggunakan ketepatan dalam hal khusus, dan militer bahkan menggunakan/mengatur orbit yg terfokus pada area tertentu seperti pada perang teluk, SA ini telah di hapuskan, karena pihak sipil khususnya penerbangan sipil mengajukan keberatan dan pada akhirnya pada mei 2000, pemerintah menhapuskan SA ini agar penerbangan sipil memiliki ketepatan yg lebih baik.

REFRENSI PETA :

·         Secara umum refrensi peta-peta laut menggunakan WGS 84, namun masih ada peta-peta laut menggunakan sistem lain. Untuk penetuan posisi pada peta laut menggunakan GPS perlu di perhatikan apakah peta yg akan di gunakan menggunakan peta WGS 84 atau bukan. Apabila ppeta yg di gunakan menggunakan WGS 84 maka pada peta akan tertuliis keterangan “Position obained from GPS can be plotted dirctly to this chart” tetapi apabila peta yg akan kita gunakan menggunakan sistem lain maka posisi tidak boleh langsung di plotkan pada peta. Untuk itu perlu di adakan koreksi lintang maupun bujurnya. Besarnya koreksi dapat di peroleh dari keterangan-keterangan pada peta mengenai Satelite Derived Position. Walaupun GPS merupakan alat navigasi yg handal namun perlu hati-hati terutama saat berlayar pada alur pelayaran sempit,area bahaya navigasi atau berlayar menyusuri pantai sehingga perlu alat navigasi lain untuk pengecekan terhadap psoisi kapal.

KEGGUNAAN GPS :

1.       MILITER

GPS di gunakan untuk keperluan perang, sperti menuntun arah bom, atau mengetahui keberadaan posisi pasukan. Dengan cara ini maka kita bisa mengetahui mana teman mana lawan untuk menhindari salah target, ataupun menentukan pergerakan pasukan.

2.       NAVIGASI

GPS juga banyak di gunakan sebagai alat navigasi seperti kompas. Saat ini beberapa kendaraan sudah di lengkapi dengan GPS untuk alat bantu navigasi, dengan menambahkan peta, maka bisa di gunakan untuk memandu pengendara. Sehingga pengedara bisa mengetahui jalur mana yg sebaiknya di pilih untuk mencapai tujuan yg di inginkan.

3.       SISTEM INFORMASI GEOGRAFIS

Untuk keperluan sistem informasi geografis, GPS sering juga di ikut sertakan dalam pembuatan peta, seperti mengukur jarak perbatasan, ataupun sebagai refrensi pengukuran.

4.       SISTEM PELACAKAN KENDARAAN

Kegunaan lain GPS adalah sebagai pelacak kendaraan, dengan bantuan GPS pengendara/pengelola kendaraan bisa mengetahui keberadaan dan pergerakan kendaraan tersebut.

5.       PEMANTAUAN GEMPA

Bahkan saat ini, GPS dengan ketelitian tinggi bisa di gunakan untuk memantau pergerakan tanah, yg ordenya hanya mm dalam setahun. Pemantauan pergerakan tanah berguna untuk memperkirakan terjadinya gempa, baik pergerakan vulkanik ataupun tektonik.

• BAB P II

SPEED LOG
Kecepatan adalah jarak persatuan waktu, satuan kecepatan yg lazim di gunakan untuk mengukur kecepatan kapal dengan KNOT(Mil/Jam). Kecepatan kapal di bedakan menjadi 2 yaitu :

1. Kecepatan terhadap air (speed trough the water).
2. Kecepatan terhadap bumi (speed over ground).

Speed trough the water adalah kecepatan kapal yg di ukur berdasarkan air, di mana pengaruh arus belum di perhitungkan. Speed trough the water ini dapat di peroleh pada alat pengukur kecepatan seperti : Shaft RPM, Impeller Log, Pilot Log dan Doppler Speed Log.

Speed over ground adalah kecepatan kapal yg di ukur berdasarkan permukaan dasar laut/bumi.
Untuk log moderen dapat menunjukan kecepatan kapal baik Speed trough the water maupun Speed over ground.

Alat pengukur kecepatan yg lazim di gunakan di atas kapal :

1. Doppler Speed Log.
2. Pitot Log.
3. Impeller Log.
4. Topdal (konvesional).

Prinsip kerja dapat Doppler Speed Log

SISTEM CONFIGUGRATION
















Akurasi speed log banyak di pengaruhi beberapa faktor antara lain :

    a. Pengaruh keadaan laut.
    b. Temperatur air laut.
    c. Kadar garam air laut.
    d. Suara yg terjadi di bawah air laut.
    e. UKC
    f. Kemiringan kapal.
    g. Trim

• BAB III

ECHO SOUNDER
Echo Sounder adalah alat pengukur kedalaman laut/sungai(air).

Susunan Perum Gema
Rangkaian peralatan perum gema terdiri dari :

1. Trans Reciver(transducer), adalah pesawat yg membangkitkan dan mengirim getaran-getaran listrik ke pada objek/dasar laut dan di pantulkan kembali.
2. Oscillator, adalah pesawat pada dasar kapal yg merubah energi listrik menjadi energi acoustik dan sebaliknya.
3. Amplifier, adalah pengeras/penguat.
4. Indikator, adalah pesawat pengukur waktu dan penunjukan dalamnya air.
5. Recorder, adalah pesawat yg mencatat dalamnya air yg di ukur pada lajur kertas.

SISTEM DIAGRAM

Prinsip kerja  ECHO SOUNDER :

Pemancar yg membangkitkan/menimbulkan getaran-getaran listrik dalam bentuk impuls-impuls, getaran ini di salurkan ke suatu alat yg di tempatkan pada dasar kapal dan merubah merubah energi listrik menjadi getaran-getaran dalam air laut/sungai. Getaran-getaran yg terakhir ini jg di kirimkan dalam bentuk impuls-impuls vertikal ke dasar laut dan di pantulkan kembali. sebagian dari energi yg di pantulkan itu di tangkap kembali sebagai gema oleh alat tersebut tadi atau satu alat lain yg sejenis dan di ubah menjadi impuls-impuls tegangan listrik yg lemah. Satu pesawat penguat memberikan kepada getaran-getaran gema listrik satu aplitude lebih besar, dan setelah itu getaran-getaran ini di salurkan ke satu pesawat petunjuk(indikator) dan membuat gambar. Pengiriman/pemancaran dan penerimaan impuls-impuls di dalam indikator, dari jarak antara kedua petunjuk tersebut dapat di jadikan ukuran bagi dalamnya air berbeda-beda menurut pabrik yg memproduksi pesawat perum gema, dan besarnya frekuensi tersebut terletak antara 10.000 sampai beberapa puluhan ribu detik. Apabila getaran-getaran itu lebih besar dari 20.000 di sebut getaran ultra sonore atau super sonis (getaran tinggi). Getaran-getaranyg lebih kecil di sebut sonis atau getaran rendah, yg dapat mengirimkan gelombang suara yg dapat di dengar.

Kecepatan merambat dari getaran-getaran suara di dalam air laut terletak antara 1435m - 1500m perdetik, dan getaran-getaran suara ini tergantung pula dari :

1. Suhu.
2. Kadar Garam
3. Tekanan Air.

Dari penyelidikan yg telah di lakukan ternyata bahwa pada kedalaman 300m, kadar garam 35% dan suhu 00c kecepatan merambat = 1445m perdetik, sedang pada suhu 100c kecepatannya = 1483m perdetik. Untuk kedalaman air yg >300m, harus di perhatikan suhu, kadar garam dan tekanan air. Untuk kepentingan navigasi kecepatan merambat 1500m perdetik di anggap normal dan cukup teliti. Waktu antara saat pengiriman impuls dan saat penerimaan gema secara sederhana dapat di temukan dalamnya air dengan menggunakan rumus :

D = (V x t) : 2
D = Dalamnya air, dalam satuan meter.
V = Kecepatan merambat di dalam air, dalam satuan meter perdetik = 1500.
t  = Jangka waktu impuls pemancaran dan impuls gema.
2  = Jalan yg di tempuh impuls ialah 2 kali kolam air di bawah kapal

Lihat gambar di bawah ini :

Dalam menggunakan Echo Sounder perlu di perhatikan bahwa kedalaman yg di tunjukan adalah dalam kedalaman di bawah transducer yg terletak pada lunas kapal sehingga untuk mendapatkan kedalaman air yg sesungguhnya harus di perhatikan faktor lain seperti : draft dan tinggi pasang surut.

Lihat Gambar di bawah ini :

Nanti lanjut lagi dengan Radar/Arpa.......