Senin, 07 November 2011

SISTEM REFERENSI DAN KERANGKA REFERENSI

Sistem Referensi dan Kerangka Referensi

Geodesi adalah satu cabang keilmuan tertua yang berhubungan dengan lingkungan fisik bumi. Dalam bahasa yang berbeda , Geodesi adalah cabang dari ilmu matematikaterapan, yang digunakan untuk menentukan:
1. posisi yang pasti dari tempat-tempat di permukaan bumi melalui pengukuran dan pengamatan;
2. ukuran dan luas dari sebagian besar permukaan bumi, contoh : wilayah sebuah negara;
3. bentuk dan ukuran bumi Dalam penentuan posisi,. Posisi (suatu titik) dapat dinyatakan secara kualitatif maupun kuantitatif. Apabila dilihat secara kuantitatif posisi suatu titik dinyatakan dengan koordinat, baik dalam ruang satu, dua, tiga, maupun empat dimensi (1D, 2D, 3D, 4D). Untuk menjamin adanya konsistensi dan standardisasi, perlu ada suatu sistem dalam menyatakan koordinat. Sistem ini disebut sistem referensi koordinat, atau secara singkat disebut sistem koordinat, dan realisasinya umumnya dinamakan kerangka referensi koordinat. Sistem koordinat memudahkan pendeskripsian, perhitungan, dananalisa, baik yang sifatnya geometrik maupun dinamik Parameter sistem koordinat :
• Lokasi titik nol : geosentrik ( di pusat bumi ) atau toposentrik ( di permukaan bumi)
• Orientasi sumbu : terikat bumi dan terikat langit
• Besaran koordinat : jarak �� kartesian (X,Y,Z) atau sudut dan jarak geodetic (L,B,h)

Kerangka referensi : dimaksudkan sebagai realisasi praktisdari sistem referensi, sehingga sistemtersebut dapat digunakanuntuk pendeskripsian secara kuantitatif posisi dan pergerakantitik-titik, baik di permukaan bumi (kerangka terestris) ataupundi luar bumi (kerangka selestia atau ekstra-terestris). Kerangka referensi biasanya direalisasikan dengan melakukan pengamatan-pengamatan geodetik, dan umumnya direpresentasikandengan menggunakan suatu set koordinat dari sekumpulan titikmaupun obyek (seperti bintang dan quasar). Berbicara tentang system referensi maka tidak akan lepas dari datum. Datum adalah :
1. Adalah bentuk kartesian bumi yang mengadopsi salah satu referensi elipsoid.
2. Suatu titik garis, atau bidang permukaan yang digunakan sebagai rujukan bagi pengukuran kuantitas lain.
3. Suatu model bumi yang digunakan untuk kalkulasi geodesi. Datum geodetik adalah sejumlah parameter yang digunakan untuk mendefinisikan bentuk dan ukuran elipsoid referensi yang digunakan untuk pendefinisian koordinat geodetik, serta kedudukan dan orientasinya dalam ruang terhadap bumi.
Ellipsoid referensi yang paling sering digunakan sebagai bidang untuk penentuan posisi horizontal (lintang dan bujur), yang datumnya dikenal sebagai datum horizontal. Koordinat posisi horizontal ini beserta tingginya di atas permukaan ellipsoid dapat dikonversikan ke sistem koordinat kartesian 3D yang mengacu pada sumbu-sumbu ellipsoid. Untuk mempresentasikan informasi ketinggian atau kedalaman, sering digunakan datum yang berbeda. Pada peta laut umumnya digunakan suatu bidang permukaan air rendah (chart datum) sebagai bidang referensi, sehingga nilai-nilai kedalaman yang direpresentasikan oleh peta laut ini mengacu pada pasut rendah (low tide).
Agar hasil pengamatan di bidang geodesi dapat saling dibandingkan, dikaitkan, digunakan, atau mendukung hasil-hasil pengamatan di bidang atau disiplin ilmu lainnya (astronomi, geofisika), maka dibuatlah suatu sistem referensi geodesi (Geidetic Reference System— GRS).
Datum geodetik merupakan sejumlah parameter yang digunakan untuk mendefinisikan bentuk dan ukuran elipsoid referensi yang digunakan untuk pendefinisian koordinat geodetik, serta kedudukan dan orientasinya dalam ruang terhadap fisik bumi yang dalam hal ini direpresentasikan oleh sistem CTS. Datum adalah suatu bidang referensi yang digunakan sebagai acuan untuk pengolahan data dan perepresentasian informasi. Pendefenisian datum secara lokal adalah dengan membuat suatu titik tertentu pada geoid yang garis vertikalnya ditetapkan/didefenisikan berimpit dengan garis normalnya pada ellipsoid referensi, dengan perkataan lain pada satu titik tertentu pada geoid penyimpangan garis vertical dan garis normal (defleksi vertikal) dianggap sama dengan nol. Sumbu pendek ellipsoid referensi didefenisikan sejajar dengan sumbu rotasi bumi. Datum-datum relatif yang digunakan di Indonesia seluruhnya geoid berimpit dengan ellipsoid di titik datum. Pendefinisian datum global jika pusat dari ellipsoid referensi sama dengan pusat massa bumi, sumbu pendeknya berimpit dengan sumbu putar bumi, dan potensial ellipsoid referensi sama dengan potensial geoid. Elipsoid referensi merupakan bentuk matematis dari bumi yang mendekati bentuk geoid.
Datum geodetik modern terbentang dari model bumi yang datar digunakan oleh pesawat untuk mensurvei ke model yang kompleks yang digunakan untuk aplikasi internasional yang dengan sepenuhnya menguraikan ukuran, bentuk, orientasi, bidang gaya berat, dan kecepatan sudut di bumi. Pada pembuatan peta, pensurvei, ilmu pelayaran, dan ilmu perbintangan kesemuanya menggunakan menggunakan geodetik datum. Referensi koordinat geodesik dengan datum yang salah dapat mengakibatkan kesalahan posisi beratus-ratus meter. para agen dan Negara-Negara menggunakan datum berbeda-beda sebagai basis untuk sistem koordinat yang
digunakan untuk mengidentifikasi posisi didalam sistim informasi yang ilmu bumi, tepat memposisikan sistem, dan sistem ilmu pelayaran. Keaneka ragaman dari datum pada saat ini dan kemajuan teknologi yang sudah buat global mungkin memungkinkan untu pengukuran dengan memerlukan pemilihan angka datum yang benar dan mengkonversi dengan hati-hati koordinat-koordinat dengan datum yang berbeda datum referensi yang telah diketahui dapat digunakan untuk mengetahui lokasi dari titik - titik yang belum diketahui di bumi. Datum referensi mempunyai radius yang berebeda dan mempunyai titik-titik pusat yang berbeda, maka itu suatu titik di bumi dapat mempunyai koordinat yang berbeda, tergantung dari datum yang digunakan untuk melakukan pengukuran itu. Ada beratus-ratus datum lokal bumi. Datum pada saat ini. berdasarkan dari pengukuran dari bentuk dari bumi dapat mencakup area yang lebih besar. DatumAcuan yang umum yang digunakan adalah NAD27, NAD83, WGS84.

Datum yang digunakan untuk pemetaan laut di Indonesia pada umumnya mengikuti datum yang telah digunakan untuk pemetaan darat. Datum yang berasal dari pemetaan laut sampai sekarang setidaknya telah ada sekitar 11 jenis yaitu datum Gunung Genuk, Bukit Rimpah, Gunung Serindung, Gunung Segara, Gunung Moncong Lowe, Lokal Astro, Pulau Pisang, ID-74, WGS-72, WGS-84 dan DGN-95. Datum-datum tersebut dibuat untuk menghubungkan pulau-pulau yang mempunyai jarak cukup jauh mengingat adanya keterbatsan teknologi di Indonesia pada waktu dulu. Namun dengan begitu banyaknya jenis datum yang ada dapat juga menyebabkan tidak konsisten dan tidak homogennya data dan informasi apabila dibuat dalam basis data tertentu. Pada zaman sekarang dimana telah adanya teknologi GPS untuk penentuan posisi untuk navigasi yang menggunakan datum WGS-84, berbeda cukup jauh dengan datum-datum yang telah dipakai sebelumnya. Artinya letak koordinat yang diberikan oleh GPS tidak sesuai jika diplot di peta dengan datum-datum lokal.

Indonesia pernah mempunyai beberapa datum sebagai sistem referensi pemetaan. Berbagai datum tersebut antara lain adalah :

Datum gunung genuk
Datum Genuk ( Pulau Jawa ) menggunakan model ellisoid Bessel 1841 yang ditentukan menggunakan metode triangulasi. Datum Genuk atau disebut juga Datum Batavia atau Datum Jakarta merupakan datum untuk titik-titik triangulasi Sumalera, Jawa, Bali, Lombok sampai Nusa Tenggara. Titik datum ditetapkan di titik triangulasi P.520 yang terletak di Gunung Genuk, Jawa Tengah. Pada titik ini ditetapkan posisi lintang astronomis dan azimuth astronomis ke suatu titik sebagai lintang dan azimuth geodetik. Hasil pengukuran bujur astronomi titik P. 126 di Jakarta ditetapkan sebagai bujur geodetik di titik itu. Selanjutnya bujur geodetik di titik datum P 520 ditentukan dengan mentransfer hasil bujur geodetik P. 126 dengan hitungan triangulasi. Elipsoid referensi yang dipakai adalah Bessel 1841. Penentuan posisi untuk jaringan triangulasi utama Pulau Jawa dimulai pada tahun 1862 yang selesai pada tahun 1880. Jaringan triangulasi utama tersebut terdiri dari 114 titik. Pada tahun 1883 dilakukan pengukuran triangulasi di Pulau Sumatera. Pengukuran dilakukan secara bertahap dan mempunyai jaring yang terpisah. Hingga
tahun 1931, terdapat tiga jaringan triangulasi di Sumatera di luar Riau, Bangka dan Lingga yaitu Sumatera Barat, Sumatera Timur dan Sumalera Selatan. Masing-masing sistem mempunyai orientasi sendiri-sendiri walaupun sama-sama menggunakan elipsoid Bessel 1841. Pada tahun 1912-1918 jaring utama triangulasi Jawa diperluas lagi ke Bali dan Lombok. Sampai tahun 1919 ukuran sudut triangulasi telah sampai di Sumbawa Barat. Pada tahun 1931 dilakukan hitungan ulang untuk triangulasi Sumatera, Jawa, Bali sampai Nusa Tenggara sehingga mengacu pada satu sistem dengan datum Gunung Genuk. Pada tahun 1955-1956 pengukuran triangulasi Nusa Tenggara dilanjutkan oleh Dinas Geodesi Direktorat Topografi Angkatan Darat sarnpai Sumbawa Timur. Pada tahun 1962 baru dilakukan perataan untuk mendapatkan posisi titik-titik triangulasi sampai ke Sumbawa Timur. Titik-titik triangulasi utama di alas selanjutnya diturunkan ke orde yang lebih rendah, yaitu sekunder, tersier dan quarter. Selanjutnya titik-titik dengan orde yang lebih rendah tersebut yang dekat ke pantai yang digunakan sebagai titik kontrol untuk pemetaan laut. Wilayah laut yang menggunakan datum Gunung Genuk ini adalah Sumatcra, Jawa, Bali sampai Nusa Tenggara. Datum geodetik horizontal relatif di Gunung Genuk yang di definisikan di zaman Belanda, arah-arah sumbu koordinatnya tidak jelas karena
pada waktu itu reduksi pengamatan astronomi untuk mendapatkan sumbu menengah bumi belum ada. Oleh karena itu, bisa saja sumbu koordinat pada datum-datum relatif tidak sejajar dengan sumbu koordinat datu global yang Z-nya mengarah ke sumbu menengah bumi.

Datum DI 1974
Datum Indonesia yang menggunakan ellipsoid referensi SNI (Sferoid Nasional Indonesia) dengan pengamatan menggunakan metode Doppler. Setelah berkembangnya satelit Doppler, pada tahun 1974 Indonesia mulai menggunakan satelit Doppler di Pulau Sumatera yaitu dengan dilakukannya penentuan posisi dengan satelit Doppler dengan menghubungkan 6 titik Laplace mulai dari Banda Aceh sampai Gunung Dempo dan kemudian disatukan dengan sistem Datum Bangka-Riau yang sebelumnya terpisah dengan Sumatera. Demikian pula sistem kontrol di Selat Malaka disatukan dengan menguhubungkan 2 stasiun geodesi di Malaysia Barat dengan beberapa posisi titik kontrol di Sumatera Timur dengan satelit Doppler. Pengikatan ke beberapa datum yang terpisah memungkinkan untuk membuat datum baru sebagai kerangka acuan geodesi. Maka BAKOSURTANAL menetapkan elipsoid referensi baru yang mempunyai parameter yang sama dengan parameter elipsoid GRS-1967 dan diberi nama Sferoid Nasional Indonesia (SNI). Parameter elipsoidnya adalah a = 6.378.160,00 m, 1/f = 298,250 (Suboryn & Matindas. 1995). Untuk menentukan orientasi SNI dalam ruang, ditetapkan titik datum relatif
dengan titik eksentrik sebagai titik datum dengan posisi:
Lintang(φ) : 0"52'38.4 14" S
Bujur(λ) ; 100° 22'08.804" T
Tinggi (h) : 3,190 meter di atas SNI
Orientasi dari SNI ditetapkan bersinggungan dengan NWL-9D di titik datum dan sumbu  koordinat kedua elipsoid didefinisikan sejajar seperti gambar dibawah. Dengan mengkonversi posisi titik datum ke sistem koordinat kartesian tiga dimensi pada kedua sistem SN1 dan NWL-9D, maka didapat parameter translasi sebagai berikut:
ΔX = XNWL-9D - X SN1 = + 2.691
ΔY = YNWL-9D - Y SN1 = - 14.757
ΔZ = ZNWL-9D - Z SN1 = + 0.224
Parameter translasi kedua sistem tersebut di atas ditetapkan berlaku untuk seluruh wilayah Indonesia, sehingga hasil penentuan posisi dengan Satelit Doppler dapat ditransformasi langsung ke satu sistem datum yang diberi nama Datum Indonesia 1974 (DI-1974)

Datum DGN95
DGN95 : Sekarang, dengan kemajuan teknologi Satelit Global Positioning System (GPS) , Indonesia menetapkan datum yaitu Datum Geodesi Nasional 1995 (DGN-95) yang geosentrik. Datum ini ditentukan menggunakan pengamatan GPS dan menggunakan ellipsoid referensi WGS-84. Kecilnya selisih koordinat ID74 dan WGS84, maka WGS 84 dapat diadopsi sebagai datum horizontal yang baru. Dengan kata lain ID95 sama dengan WGS 84 Mengingat peta-peta yang ada sekarang ini masih banyak yang menggunakan sistem lama (ID-74), sesuai dengan diselenggarakannya IDSN yang mempunyai standard, salah satunya bahwa datum yang digunakan adalah datum DGN-95 ( Matindas, 2002 ) , maka perlu dilakukan transformasi datum
menjadi datum DGN-95.

Datum ITRF2005
ITRF2005 digambarkan sebagai parameter translasi nol pada waktu 2000.0 dan translasi nol  antara ITRF2005 dan ILRS SLR. Skala ITRF2005 digambarkan sedemikian sehingga ada faktor skala nol pada jangka waktu 2000.0 dan skala nol antar[a] ITRF2005 dan IVS VLBI. Orientasi ITRF2005 digambarkan sedemikian sehingga ada parameter perputaran nol pada jangka waktu 2000.0 dan parameter perputaran nol antara ITRF2005 dan ITRF2000. Dua kondisi-kondisi Ini diterapkan pada suatu jaringan inti ( lihat parameter perubahan bentuk antara ITRF2005 dan ITRF2000. Tidak sama dengan versi yang sebelumnya , ITRF2005 dibangun dengan data masukan di bawah format dari gugus berkala dari posisi setasiun dan Earth/Bumi Parameters Orientasi ( EOP’S). ITRF2005 masuk solusi gugus berkala disajikan brown sampling mingguan oleh Iag Services/Jasa IAG tentang teknik satelit ( Internasional GNSS Service-Igs, Laser yang internasional [Yang] berkisar Service-Ilrs dan Internasional DORIS Service-Ids) dan brown sehari-hari ( VLBI yang menurut sesi) basis oleh Vlbi [Jasa;Layanan] yang internasional (IVS). Masing-Masing per-technique gugus berkala telah suatu kombinasi, pada suatu basis yang mingguan, dari Analysis/Analisa Pusat individu ( AC) solusi (menyangkut) teknik itu, kecuali DORIS.

Tidak ada komentar:

Poskan Komentar