Terjemahan iho

M-13

TERJEMAHAN

DISUSUN OLEH:

TEKNIK GEOMATIKA

FAKULTAS TEKNIK SIPIL DAN PERENCANAAN 1

INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER

NO NAMA NRP

1 ALFIN NURFITRIYANI 3511100002

2 LERYAN DONA DONY DONOVAN 3511100008

3 I GEDE AWANTARA 3511100009

4 LAILATUL QOMARIYAH 3511100013

5 SHOFIYATUL QOYIMAH 3511100014

6 YOSEF KLAUSIANTO MUKTI 3511100015

7 MUAMMAR KHADAFI ASHAR 3511100018

8 ZULFAHMI AFIFI 3511100022

9 NICO WILIYANTO 3511100023

10 RAHMAT HARTONO 3511100032

11 BAYU ARISTIWIJAYA 3511100036

12 TAUFAN HANANTO NUGROHO 3511100038

13 MUHAMMAD FIKRI ANSHARI 3511100039

14 FATHONI SASMITO UTOMO 3511100042

15 BRIAN BAGUS ARIANTO 3511100043

16 ZULHILMI BANGKIT HARWINDA 3511100044

17 MUHAMAD NURYADI USMAN 3511100048

18 ADIRETA DWI WITANTONO 3511100052

19 MOH GEMA PERKASA DRAKEL 3511100053

20 THOMAS KEVIN IMMANUEL 3511100057

21 MUHAMMAD RIZKA ARIEF PRATAMA 3511100058

22 LEODY HAZWENDRA 3511100063

23 ROBBY ARAFAD 3511100066

24 ARIZAL RIZKY 3511100067

25 FAHRUDDIN ULINUHA IHSAN 3511100068

26 ARDANA DENTA DYAKSA 3511100071

27 ARYASANDAH HARGO DEWANTORO 3511100073

28 ULUL ACHSANIA ZAROTUL JANNAH 3511100074

M-13

DITERJEMAHKAN OLEH:

2

M-13

PENDAHULUAN

RINGKASAN SEJARAH HIDROGRAFI

Pengambilan data secara navigasi atau pembuatan chart navigasi pertama kali dilakukan pada tahun 1892 oleh Bibliotheque seseorang berkebangsaan Perancis. Grafik tersebut pertama kali dikembangkan di Venesia dan kemudian dikembangkan di pulau Majorca. Fitur yang paling mencolok dari grafik tersebut adalah jaringan koneksi garis rhumb yang mewakili 32 mata angin dan digunakan untuk mengatur arah kapal. Seluruh area di pantai Mediterania digambarkan, nama – nama pantai ditampilkan, simbol, dan semua yang ada di pantai Mediterania termasuk yang ada di dalam pantai juga digambarkan. Dalam pembuatan chart navigasi pantai Mediterania adalah seorang pelaut kebangsaan Inggris yang sedang berlayar ke arah selatan. Untuk para pelaut yang berlayar ke utara, metode yang digunakan adalah metode turun temurun atau yang disebut metode “caping ship” dengan perkembangan yang dilakukan Pierre garcie seorang ilmuwan dari Rounen.

Beberapa tahun kemuadian kertas yang digunakan untuk grafik navigasi dicetak dari ukiran plat tembaga. Sebelum melakukan pembaruan, dilakukan perjalanan yang jauh selama bertahun – tahun untuk pengumpulan informasi hidrografi. Pada tahun 1584 Waghenaer menerbitkan bukunya “Spieghel der Zevaerdt” yang dimana didalam bukunya berisi 45 pantai yang terletak dari Norwegia hingga ke Selat Gibraltar. Di dalam bukunya tersebut di tampilkan profil pantai , keadaan pantai dengan skala yang lebih besar, pengenalan simbol, dan untuk data sounding digunakan sebagai data kedalaman. Seorang kebangsaan Inggris yang dipilih oleh pangeran Charles yaitu Greenville Collins untuk pembuatan chart navigasi pantai di Inggris, sehingga ia mendapatkan gelar Raja Hidrografi.

Pada zaman kerajaan Collins tidak ada peta topografi yang menggunakan chart navigasi dan tidak menggunakan metode apapun untuk menentukan lintang dan bujur. Pada tahun 1693 dihasilkan sebuah grafik yang didalamnya juga memuat tabel pasang surut air laut, dan data hasil sounding. Pada tahun 1661 dibentuk pusat hidrografi di Perancis yang akan melakukan survey untuk semua garis pantai yang ada di pelabuhan di perancis. Pada tahun 1775 juga didirikan pusat hidrografi di Inggris.Dalam sejarahnya hidrografi selalu ada perkembangan sesuai dengan kebutuhan.

3

PENTINGNYA HIDROGRAFI

Definisi hidrografi menurut IHO adalah sebagai berikut :

Cabang itu ilmu terapan yang berkaitan dengan pengukuran dan deskripsi dari fitur dari laut dan pesisir untuk tujuan utama navigasi dan semua tujuan laut lainnya dan kegiatan, termasuk kegiatan -inter alia- lepas pantai, penelitian, perlindungan lingkungan, dan layanan prediksi.

Oleh karena itu, pengembangan Kebijakan Maritim Nasional membutuhkan kemampuan berkembang dengan baik untuk melakukan semua kegiatan ini yang akan memungkinkan memperoleh pengetahuan dasar geografis, geologi dan fitur geofisika dari dasar laut dan pantai, serta arus, pasang surut dan sifat fisik tertentu air laut; semua data ini kemudian harus diproses dengan benar sehingga sifat dasar laut, yang hubungan geografis dengan tanah dan karakteristik dan dinamika laut dapat akurat digambarkan dalam semua zona pelayaran nasional. Singkatnya, Hidrografi, sebagaimana didefinisikan, adalah kunci untuk kemajuan semua kegiatan maritim, biasanya kepentingan ekonomi nasional yang besar. Untuk merespon bidang operasi yang aman dan efisien dari kontrol lalu lintas maritim; zona pesisir manajemen; eksplorasi dan eksploitasi sumber daya laut; perlindungan lingkungan dan maritim pertahanan, perlu untuk membuat Layanan Hidrografi. Hidrografi Service, melalui sistematis pengumpulan data dilakukan di pantai dan di laut, memproduksi dan menyebarkan informasi dalam mendukung maritim keselamatan navigasi dan pelestarian lingkungan laut, pertahanan dan eksploitasi.

Untuk merespon bidang-bidang seperti:

• operasi yang aman dan efisien dari kontrol lalu lintas maritim;

• Pengelolaan Wilayah Pesisir;

• Eksplorasi dan Eksploitasi Sumber Daya Kelautan;

• Perlindungan Lingkungan;

• Maritime Defence.

4

M-13

BIDANG Hidrografi

Transportasi

Maritime commerce adalah dasar elemen untuk perekonomian suatu negara. Banyak daerah dan pelabuhan di dunia tidak memiliki akurat dan tidak memadai cakupan peta laut. Grafik bahari modern diperlukan untuk navigasi yang aman melalui suatu negara perairan dan di sepanjang pantai dan masuk ke port-nya. Kurangnya grafik bahari yang memadai mencegah pengembangan perdagangan maritim di perairan dan pelabuhan dari negara-negara yang bersangkutan. Industri pelayaran membutuhkan efisiensi dan keamanan. Daerah buruk memetakan dan kurangnya informasi dapat menyebabkan pelayaran menjadi lebih lama dari yang diperlukan, dan dapat mencegah pemuatan optimal kapal, sehingga meningkatkan biaya. Penghematan waktu dan uang yang dihasilkan dari penggunaan lebih pendek dan lebih dalam

rute dan kemungkinan untuk menggunakan kapal yang lebih besar atau kapal beban lebih dalam dapat menghasilkan ekonomi penting bagi nasional industri dan perdagangan. Hal ini juga sangat penting untuk dicatat bahwa SOLAS Convention menganggap kapal laik laut jika tidak membawa grafik up- to-date yang diperlukan untuk pelayaran dimaksudkan. Sebuah solusi untuk masalah ini tidak akan mungkin tanpa peta kualitas dan grafik yang dihasilkan dan terus-menerus diperbarui dan didistribusikan oleh Layanan Hidrografi. Grafik ini, diproduksi dengan cara survei hidrografi modern, sangat diperlukan sehingga kapal-kapal yang lebih besar dari hari ini untuk menavigasi melalui nasional perairan dan masukkan port akses yang sebelumnya tidak aman dan oleh karena itu alat-alat penting untuk penciptaan pendapatan negara pesisir. Grafik modern juga menyediakan informasi yang diperlukan untuk menciptakan sistem pengaturan rute yang ditetapkan oleh konvensi internasional dan untuk memenuhi kepentingan ekonomi negara pesisir.

Pengelolaan Zona Pesisir

Pengelolaan wilayah pesisir yang memadai termasuk barang-barang seperti pembangunan pelabuhan baru dan pemeliharaan dan pengembangan yang sudah ada; pengerukan operasi untuk pemeliharaan kedalaman memetakan dan untuk pembentukan, pemantauan dan perbaikan saluran; pengendalian erosi pantai; reklamasi lahan dari laut; pembentukan dan pemantauan alasan pembuangan limbah industri; ekstraksi deposit mineral; kegiatan akuakultur; transportasi dan pekerjaan umum proyektermasuk pembangunan infrastruktur pantai dekat.

Survei skala besar Precise menyediakan penting data primer untuk proyek-proyek yang melibatkan semua item yang disebutkan di atas. Karena perubahan yang cepat yang garis pantai tergantung, survei ini harus diperbarui dengan frekuensi ditentukan oleh proses monitoring dan analisis. Informasi yang dikumpulkan oleh Hidrografi Kantor tentang zona pesisir memberikan masukan penting untuk GIS zona pesisir (Geographic Information Sistem) yang semakin sering digunakan untuk manajemen lebih baik secara keseluruhan dan pengambilan keputusan dengan hal yang bertentangan menggunakan di wilayah pesisir. Para pengguna informasi hidrografi melampaui kelompok pengguna tradisional, pelaut, untuk memasukkan instansi pemerintah, pengelola pesisir, insinyur, dan ilmuwan.

Eksplorasi dan eksploitasi sumber daya laut 5

Meskipun ditujukan terutama untuk mendukung keselamatan navigasi, data-basis yang luas mengumpulkan selama tahun oleh Kantor Hidrografi, bersama dengan berbagai produk dan layananmereka, yang dari cukup nilai ekonomi dalam membantu pengelolaan dan eksploitasi sumber daya

M-13

alam laut. dalam baru-baru ini tahun, ia telah menjadi lebih jelas bahwa tidak memadai layanan hidrografi tidak hanya membatasi pertumbuhan perdagangan maritim tetapi juga menyebabkan penundaan mahal dalam eksplorasi sumber daya. Daerah sedimen lepas pantai Pesisir dan mungkin berisi deposit mineral, hidrokarbon tertentu, yang memerlukan survei yang memadai untuk diidentifikasi. Jika keberadaan hidrokarbon tersebut dikonfirmasi, ini akan mengarah pada pengembangan usaha negara pesisir produksi hidrokarbon yang berarti interpretasi dasar laut morfologi; keselamatan navigasi untuk transportasi ini berbahaya . Batimetri, pasang surut dan data meteorologi yang diberikan oleh Hidrografi Layanan adalah elemen mendasar dalam pengembangan industri hidrokarbon. Industri perikanan juga merupakan sumber kekayaan nasional. Nelayan membutuhkan informasi kelautan tidak hanya untuk navigasi yang aman kapal mereka, tetapi juga untuk penyebaran aman alat tangkapnya, yang akan mencegah kerugian mahal. Selain itu, grafik oseanografi, disusun dan dibuat oleh Kantor Hidrografi, yang sekarang sedang banyak digunakan oleh industri perikanan. Kegiatan Informasi seperti ini tunduk pada perubahan sering dan karena itu perlu memperbarui konstan. Survei hidrografi sangat penting untuk memperoleh informasi yang tepat waktu dan up-to-date dan harus diulang secara berkala. Kecenderungan ilmu perikanan modern yang berorientasi pada pengelolaan habitat; batimetri dan lainnya Data laut akan memberikan masukan penting bagi manajemen spesies yang tepat

dan pembangunan. Perlindungan dan Pengelolaan Lingkungan Hidup Faktor penting untuk perlindungan lingkungan adalah navigasi yang aman dan akurat. polusi yang disebabkan oleh bangkai kapal dan tumpahan minyak merupakan faktor kerusakan besar, konsekuensi ekonomi Nilai layanan navigasi untuk melindungi lingkungan laut telah internasional diakui. Dalam hal ini, perlu dicatat bahwa Bab 17 dari Agenda 21 Perserikatan Bangsa-Bangsa Konferensi tentang Lingkungan dan Pembangunan (UNCED), diselenggarakan pada tahun 1992, mengakui bahwa "Charting Hidrografi sangat penting untuk keselamatan navigasi"

Ilmu Kelautan

Ilmu kelautan tergantung pada informasi batimetri. Pasang dan sirkulasi model global, lokal dan model regional untuk berbagai studi ilmiah, kelautan geologi / geofisika, penyebaran / penempatan instrumentasi ilmiah dan banyak aspek lain dari ilmu kelautan tergantung pada batimetri disediakan oleh Hidrografi Services. Infrastruktur Data Spasial Nasional. Dalam era informasi disadari oleh pemerintah bahwa kualitas yang baik dan dikelola dengan baik data spasial unsur penting untuk pembangunan ekonomi dan komersial, dan perlindungan lingkungan. untuk alasan ini banyak negara yang membangun infrastruktur data spasial nasional, menyatukan layanan dan set data penyedia data spasial nasional besar, misalnya topografi, geodesi, geofisika, meteorologi, dan batimetri. Hidrografi Layanan adalah bagian penting dari nasional spasial infrastruktur data. Data hidrografi yang baik sangat penting untuk pembatasan yang pas tentang batas-batas maritim sebagaimana tercantum dalam Konvensi PBB tentang Hukum Laut. Maritime Defense Angkatan laut adalah pengguna utama produk peta laut dalam bahwa mereka harus siap untuk ditempatkan ke banyak wilayah di dunia dan biasanya harus mempertahankan set besar grafik. Risiko unik yang terkait dengan pengangkutan amunisi dan bahan nuklir membuatnya penting bagi kapal-kapal tersebutuntuk memiliki up-to-date informasi. Data kelautan dan informasi yang diberikan oleh KantorHidrografi nasional mendukung berbagai produk yang digunakan dalam operasi Angkatan Laut.

6

Permukaan, kapal selam, anti kapal selam, tambang-berburu dan Airsea operasi Angkatan Laut membutuhkan produk informasi bahari yang sangat berbeda satu dari yang lain. hidrografi dan data

M-13

oseanografi yang diperlukan untuk persiapan produk tersebut harus tersedia jika nasional investasi dalam pertahanan harus dioptimalkan.

WisataGrafik yang baik sangat penting untuk pengembangan industri ekonomi penting pariwisata, terutama yang melibatkan kapal pesiar. Potensi industri kapal pesiar terutama penting untuk negara-negara berkembang. Namun sumber penting pendapatan ini tidak dapat dikembangkan dengan baik jika navigasi yang aman untuk lanskap wisata remote dicegah atau dibatasi oleh kurangnya grafik yang memadai. Pariwisata adalah salah satu industri pertumbuhan utama dari abad ke-21.berperahu rekreasi Namun, munculnya informasi grafik digital sehingga memungkinkan bagi pengguna untuk memiliki rekreasi Informasi grafik diperbarui tersedia bersama dengan berbagai jenis nilai tambah informasi seperti lokasi marina, dll Perkembangan ini mungkin mengakibatkan sektor rekreasi rekreasi menjadi pengguna secara signifikan lebih besar dari data hidrografi sebagai jumlah yang lebih besar dari orang menjadi mampu membeli perahu kepemilikan. Pendapatan Lagi dari sektor ini semakin signifikan ke berbagai negara. Seperti dapat dilihat, sangat sulit untuk mengukur manfaat ekonomi dan komersial yang mengalir dari program hidrografi nasional, namun beberapa penelitian oleh Negara Anggota IHO telah menyarankan bahwa biaya untuk manfaat rasio 1:10 untuk negara-negara maritim besar. Hal ini juga benar bahwa volume maritim perdagangan tumbuh terus menerus dan, di masa depan, eksploitasi dan pembangunan berkelanjutan dari zona maritim nasional akan menjadi pra-pekerjaan utama dari pemerintah dan industri. Hal ini juga harus dicatat bahwa, dalam istilah ekonomi, program hidrografi nasional dianggap sebagai "Publik Baik". Artinya layanan yang diperlukan untuk kepentingan umum tidak akan diberikan pada tingkat optimal oleh kekuatan pasar saja. Di setiap Negara Anggota IHO penyediaan hidrografi jasa merupakan tanggung jawab pemerintah pusat, sebagai komponen penting dari ekonomi nasional pembangunan. Dimensi ekonomi secara keseluruhan dan penting dari pekerjaan kadang-kadang dikaburkan oleh penekanan pada kepentingan sektor dilayani oleh layanan hidrografi, dan baru-baru oleh legislatif atau persyaratan peraturan. Hal ini jelas bahwa dimensiekonomi dari Hidrografi layak lebih besar perhatian daripada yang diterima di masa lalu.

7

M-13

BAB 1

PRINSIP SURVEY HIDROGRAPHY

1.PENDAHULUAN

Survey Hidrography adalah konfigurasi antara pengukuran di darat dan di lautan. Hidrography difokuskan untuk survey terhadap danau, sungai , pelabuhan, dan perairan yang ada di bumi ini. Lebih tepatnya survey hidrography adalah survey yang digunakan untuk wilayah perairan, prinsip survey hidrography adalah menghasilkan peta laut yang dapat menceritakan fenomena yang terjadi di lautan, dan survey ibi digunakan juga pada survey laut lepas serta digunkaan pula untuk menentukan lokasi pesisir suatu pulau.

Tujuan dari survey hidrography adalah:

• Untuk mengumpulkan data seputar kelautan yang menjadi referensi dalam pengukuran pasang surut air laut, survey kedalaman dan untuk pemanfaatan kegiatan yang lainya

• Untuk memproses informasi dan dijadikan database guna mengetahui zona wilayah pesisir, eksplorasi yang terjadi di laut dan penentuan batas pada suatu wilayah serta untuk pembelajaran yang lainya

• Seebagai fundamental pengukuran dasar yang menggunakan teknologi single beam dan multibeam yang dapat memudahkan survey kelautan secara umum

2.SURVEY HIDROGRAPHY

2.1 Spesifikasi Survey

Survey hidrography digunakan oleh lembaga-lembaga dan instansi tertentu untuk mengetahui hal-hal yang beerkaitan dengan kegiatan survey yang melibatkan perairan dan dilaukan di wilayah perairan. Dalam penentuan survey untuk suatu wilayah tertentu dalam IHO sudah ditetapkan berbagai macam aturan yang harus dipatuhi dan menjadi rambu-rambu sebagau pihak tertentu untuk melakukan survey dalam wilayah perairan , hal yang pertama yang perlu diingat bahwa dalam pengukuran diperlukan order/ orde dari masing-masing alat yang dapat dipakai untuk acuan dalam melakukan pengamatan secara akurat di wilayah perairan masing-masing dari orde tersebut adalah :

-orde 1

-orde 2

-orde 3

Dapat dilihat melalui tabel berikut:

8

M-13

2.2 Perencanaan Survey

Dalam perencanaa survey hidrography hal yang pertama yang harus dilakukan adalah survey di area awal sebagai survey pendahuluan

2.3 Pengumpulan Data

Hal kedua yang sangat diperlukan setelah merencanakan kegiatan survey adalah pengumpulan data, pengumpulan data dillakukan setelah melakukan penelitian/ praktium di lapangan

2.4 Pemrosesan Data

Setelah memperoleh data dari lapangan maka langkah selanjutnya adalah dengan melakukan pemrosesan secara berkala dan sesuai dengan metode yang ada sehingga data yang disajikan dapat akurat serta dapat dipertanggung jawabkan.

Kecepatan suara : Koreksi yang disebabkan bia harus dilakukan selama proses akuisisi data dilapangan , karena adanya bia tersebut memungkinkan mengubahnya dengan menggunakan profil kecepatan suara lain dengan munculnya MBES , penerapan SV sangat lah dibutuhkan

Penggabungan posisi dan kedalaman : Waktu offset (latency) dan geometris offset antara sensor harus dipertimbangkan.

2.5 Analisa Data

Keakuratan hasil pengukuran survei harus selalu diperhatikan untuk menunjukkan seberapa baik atau mereka dapat diandalkan. Karena tidak ada peralatan sepenuhnya bebas dari kesalahan, oleh karena itu, kesalahan yang diperkenalkan di semua pengamatan. Selain itu, kesalahan diperkenalkan dalam perhitungan oleh perkiraan dalam formula atau dengan pembulatan. Teknik observasi dirancang untukmenghilangkan semua tapi kesalahan acak kecil, yang kemudian dapat dianalisis dengan teknik yang 9ketat untuk mengukur keakuratan pengamatan. Berbagai kesalahan, ukuran dan prosedur merekauntuk menghilangkan adalah sebagai di bawah :

M-13

Kesalahan Ukuran EleminasiBlunder Besar Pelatihan, Prosedur baikTetap Kecil, tetap Kalibrasi, ProsedurPeriodik Kecil, variable Pengukuran ulangAcak Kecil Dikurangi dengan pengulangan

Konstan , sistematis dan berkala kesalahan sering dianggap bersama-sama sebagai ' Kesalahan Sistematis ' . Kesalahan yang konstan dan sistematis yang akumulatif , dan dengan demikian tidak dapat dikurangi dengan pengulangan . Kesalahan acak hadir di semua pengamatan ; hasilnya tidak pernah bisa ' tepat ' . Kesalahan ini adalah sebagai cenderung positif negatif dan lebih mungkin untuk menjadi ukuran kecil.

Adalah penting bahwa tidak ada metode penyesuaian dapat memperoleh solusi yang akurat dari pengamatan akurat. Semua kesalahan selain yang acak kecil harus dihilangkan sebelum penyesuaian . Namun , dimungkinkan untuk mengisolasi kesalahan ' sistematis ' dengan analisis , asalkan data yang cukup tersedia . Hal ini jelas diinginkan untuk mengetahui kapan Konstan dan / atau Kesalahan sistematis yang hadir dalam pengamatan . Kesalahan Konstan seringkali sulit untuk mendeteksi , dan mungkin hanya menjadi nyata selama perhitungan atau pemeriksaan khusus , misalnya , kristal salah dikalibrasi dari Tellurometer dapat dideteksi jika Tellurometer yang dibandingkan dengan yang lain. Kesalahan periodik dan acak namun seringkali dapat dideteksi dengan menganalisis serangkaian pengamatan . Perbedaan aljabar antara masing-masing pengamatan dan rata-rata dari semua pengamatan disebut Residual pengamatan itu. Kalau saja kesalahan acak yang hadir , maka Residual akan bervariasi secara acak besarnya dan tanda . Jika kesalahan sistematis yang hadir maka besaran dan / atau tanda-tanda Residual akan menunjukkan tren yang sistematis. Untuk membantu dalam analisis data, atribut data mentah dan metadata harus disebutkan untuk evaluasi berikutnya.

2.6 Kualitas Data

Kualitas adalah tentang "kesesuaianpenggunaan". Ini ada hubungannya dengan sejauh mana kumpulan data , atau output peta memenuhi kebutuhan orang menilai itu . Kesalahan adalah perbedaan antara data aktual dan benar . Kesalahan adalah masalah besar dalam kualitas . Hal ini sering digunakan sebagai istilah umum untuk menggambarkan semua jenis efek yang menyebabkan data berangkat dari apa yang harus mereka lakukan. Untuk memungkinkan penilaian yang komprehensif dari kualitas data survei, maka perlu untuk merekam atau mendokumentasikan informasi tertentu bersama-sama dengan data survei. Informasi tersebut penting untuk memungkinkan eksploitasi data survei oleh berbagai pengguna dengan kebutuhan yang berbeda, terutama karena persyaratan tidak dapat diketahui kapan data survei yang dikumpulkan. Proses mendokumentasikan kualitas data disebut data atribusi; informasi tentang kualitas data disebut metadata. Metadata harus terdiri dari informasi setidaknya pada :• Survei secara umum sebagai mis tanggal, area, peralatan yang digunakan, nama platform survei .• Sistem referensi geodetik yang digunakan, yaitu datum horizontal dan vertikal; termasuk hubungan dengan WGS 84 jika datum lokal digunakan.• Prosedur Kalibrasi dan hasil.• kecepatan suara. 10• Datum pasang surut dan pengurangan.• Keakuratan dicapai dan tingkat kepercayaan masing-masing.

M-13

Metadata sebaiknya dalam bentuk digital dan merupakan bagian integral dari catatan survei . Jika hal ini tidak layak informasi yang sama harus dimasukkan dalam dokumentasi survei . Kualitas data dapat dicapai dengan kontrol kualitas yang efektif baik dengan otomatis atau manual yang berarti :• Automatic (Non - interaktif) Quality Control : Dalam hal ini, koordinat (yaitu posisi dan kedalaman) yang diperoleh harus dikontrol secara otomatis oleh program menggunakan algoritma statistik sesuai yang telah didokumentasikan , diuji dan terbukti menghasilkan hasil berulang dan akurat .

• Manual ( Interaktif) Quality Control : Dalam hal ini , penggunaan alat-alat visualisasi 3 - D sangat dianjurkan . Alat-alat ini harus memungkinkan melihat data menggunakan fasilitas zoom . Sistem pengolahan interaktif juga harus menawarkan mode tampilan yang berbeda untuk visualisasi , misalnya Plot mendalam , kesalahan plot, profil tunggal , balok tunggal , citra backscatter dll dan harus memungkinkan untuk visualisasi data survei dalam hubungannya dengan informasi yang berguna lainnya seperti misalnya garis pantai , bangkai kapal , alat bantu navigasi dll; pengeditan data harus dilakukan di semua mode dan mencakup audit trail . Jika memungkinkan, menampilkan data harus geo -referenced . Bendera ditetapkan selama tahap otomatis , yang sesuai dengan kedalaman dangkal dari daerah sekitarnya , harus memerlukan tindakan operator eksplisit , setidaknya , untuk Pesanan Khusus dan Order 1 survei . Jika operator mengesampingkan bendera ditetapkan selama tahap otomatis , ini harus didokumentasikan . Jika bendera diatur oleh operator , jenis bendera yang digunakan harus menunjukkan ini.

2.7 Kualitas Data – Presentasi

2.7.1 Bagan Diagram Realibilitas

Secara tradisional, kualitas data batimetri telah menjadi prosedur subjektif. Untuk pengguna , kualitas data yang disajikan ini dinilai melalui diagram keandalan grafik. Diagram ini ditampilkan sebagai sisipan pada grafik dan menunjukkan daerah yang disurvei bersama-sama dengan beberapa detail, misalnya skala, spasi baris, survey tahunan. Sayangnya , sifat dari informasi yang ditampilkan pada diagram keandalan , kemampuan untuk memenuhi syarat kualitas data sangat terbatas . Misalnya , jika pengguna grafik tidak menyadari apa yang berarti 1970 sonar daerah pra menyapu atau apa yang mungkin disimpulkan dari jarak garis " n " meter , maka diagram keandalan adalah sedikit penggunaan nyata dalam menentukan kualitas data kedalaman ditampilkan.Konsep asli dari diagram keandalan adalah untuk mengklasifikasikan kualitas data survei dan menggambarkan klasifikasi yang berbeda pada diagram dalam hal yang baik , adil atau miskin kualitas . Diagram ini dimaksudkan untuk memberikan pelaut dengan kapasitas untuk menilai bahaya menyimpang dari jalur yang direkomendasikan . Namun , telah ada kekhawatiran atas kompleksitas diagram keandalan dan meningkatnya kesulitan mempertahankan itu dalam bentuk yang sederhana bagi pengguna grafik . Jika mereka terlalu rumit ; diagram keandalan menjadi sulit untuk membangun sebagai kegiatan kartografi , rawan kesalahan dalam konstruksi , dan penggunaannya akan diabaikan oleh pelaut .Diagram Keandalan jatuh jauh singkat mencapai tujuan dasar memberikan indikasi kualitas data untuk pelaut dan dalam bentuk yang sangat sederhana . Selanjutnya, mengingat kemampuan navigasi yang tepat yang ENC dan ECDIS dapat memfasilitasi , pengguna membutuhkan penilaian yang jauhlebih definitif kualitas data akan tersedia sehingga mereka dapat menggunakan informasi yang 11tersedia secara hati-hati . Dengan demikian , alternatif untuk diagram keandalan yang ada saat inisebagai indikator kualitas akhir .Sumber diagram dan varian serupa ditunjukkan pada grafik semua dianggap untuk menyajikan kekurangan serupa.

M-13

2.7.2 Zones of Confidence (ZOC)

Konsep ini dikembangkan oleh IHO untuk memberikan rata-rata mengelompokkan data batimetri . ZOC menyediakan rata-rata sederhana dan logis menampilkan ke pelaut kepercayaan bahwa tempat- tempat otoritas charting nasional pada setiap pilihan tertentu data batimetri . Ini berusaha untuk mengklasifikasikan daerah-daerah untuk navigasi dengan mengidentifikasi berbagai tingkat kepercayaan yang dapat ditempatkan dalam data yang mendasari menggunakan kombinasi kriteria sebagai berikut :

• Kedalaman dan Akurasi Posisi• Ketelitian pencarian dasar laut

• Conformance ke rencana kualitas yang disetujui

Dalam konsep ini enam ZOCs dikembangkan dan kemudian disetujui untuk dimasukkan sebagai bagian dari IHO S 57. ZOCs A1, A2, dan B dihasilkan dari survei modern dan masa depan dengan, kritis, ZOCs A1 dan A2 yang membutuhkan pencarian daerah penuh. ZOCs C dan D mencerminkan akurasi rendah dan kualitas data yang buruk sementara ZOC U merupakan Data yang un - dinilai pada saat publikasi. ZOCs dirancang untuk digambarkan pada kertas grafik, diagram sebagai insert di tempat diagram keandalan saat ini, dan pada layar elektronik.Harus ditekankan bahwa ZOCs adalah standar charting dan tidak dimaksudkan untuk digunakan untuk menentukan standar untuk survei hidrografi atau untuk manajemen kualitas data. Kedalaman dan posisi akurasi ditentukan untuk setiap ZOC mengacu pada kesalahan sounding digambarkan final dan mencakup tidak hanya survei kesalahan tetapi juga kesalahan lain diperkenalkan dalam proses produksi grafik. Paragraf berikut ringkasan spesifikasi ZOC individu :

2.7.2.1 ZOC A1 - Posisi dan kedalaman data yang dikumpulkan sesuai dengan prosedur dan akurasi tertentu. Survei yang dilakukan menggunakan teknologi diakui dengan pencarian daerah penuh dilakukan dengan tujuan untuk memastikan bahwa semua fitur yang signifikan terdeteksi dan kedalaman diukur . Biasanya , survei akan telah dilakukan pada WGS 84 , menggunakan DGPS atau minimal tiga baris posisi dengan multibeam , saluran atau sistem menyapu mekanik . Karena intensitas pengumpulan data dan waktu yang cukup diperlukan untuk mencapai standar ini dapat diharapkan bahwa data dengan rating ZOC A1 kemungkinan besar akan menunjukkan saluran kritis, daerah berlabuh, daerah dengan minimum di bawah izin lunas, saluran navigasi, direkomendasikan trek, pelabuhan dan pendekatan pelabuhan.

2.7.2.2 ZOC A2 - Posisi dan kedalaman data yang dikumpulkan sesuai dengan prosedur dan akurasi tertentu . Survei dilakukan dengan menggunakan teknologi diakui dengan pencarian daerah penuh dilakukan dengan tujuan untuk memastikan bahwa semua fitur yang signifikan terdeteksi dan kedalaman diukur . Biasanya , survei akan dilakukan dengan menggunakan echosounder survey modern dengan sonar atau menyapu mekanik . Meskipun posisi dan kedalaman akurasi tidak setinggi ZOC A1, cakupan dasar laut adalah sedemikian rupa sehingga pelaut harus memiliki tingkatkepercayaan yang tinggi dalam kualitas data.

2.7.2.3 ZOC B - Posisi dan kedalaman data yang dikumpulkan sesuai dengan prosedur dan akurasi 12tertentu. Namun, pencarian daerah penuh belum tercapai dan fitur yang belum dipetakan, berbahaya ke menu permukaan, meskipun tidak diharapkan, mungkin ada. ZOC Ini menunjukkan kepada pelauttingkat yang wajar kepercayaan dalam kualitas data. ZOC B memiliki posisi yang sama dan

M-13

kedalaman akurasi seperti yang diperlukan untuk ZOC A2 dan akan berlaku untuk survei modern yang belum mencapai pencarian dasar laut dan fitur deteksi penuh. Pelaut bijaksana akan membutuhkan lebih bawah keel clearance ZOC ini daripada di ZOC A1 atau A2.

2.7.2.4 ZOC C - Position and depth accuracy less than that achieved for ZOC B as described. Depth data may originate from sources other than a controlled, systematic hydrographic survey. A full area search has not been achieved and depth anomalies may be expected. ZOC C indicates that the mariner should navigate with special care and allow, with due regard to the depth of water in which they are navigating, greater safety margins to the charted information.

2.7.2.5 ZOC D - Posisi dan kedalaman data kualitas yang sangat rendah atau tidak dapat dinilai karena kurangnya informasi pendukung. Sebuah pencarian daerah penuh belum tercapai dan anomali kedalaman besar dapat diharapkan.

2.7.2.6 ZOC U - Kualitas data batimetri belum dikaji.

2.8 Produksi DataProduksi data akhir dapat baik dalam bentuk digital dan analog. Data digital harus dalam format yang ditetapkan akan langsung diimpor ke dalam database utama. Karena setiap survei biasanya meliputi dokumen pendukung banyak dan file data digital, kiriman harus jelas diberi label dengan cara yang baik deskriptif dan intuitif untuk personil kantor hidrografi. Idealnya, prosedur operasi standar yang disepakati oleh IHO dan lapangan unit yang mencakup dokumen tersebut dan file data digital, ditegakkan. Data manual harus jelas , ringkas dan dalam bentuk terbaca yang diberi label dengan benar dan ditandai. Setelah data dikumpulkan, diproses dan diplot dalam bentuk halus lembaran (naskah dalam bentuk digital), persediaan kiriman akhir diteruskan ke kantor Hidrografi, persediaan yang umumnya harus mencakup:

• Lembar Halus

• File digital dari lembaran halus dengan atribut

• Data mentah dan data batimetri yang telas diproses

• Pasang surut, kecepatan suara dan data konfigurasi kapal

• File data side scan

• Laporan deskriptif dan laporan tambahan

• Data lapangan dan dokumentasi pengolahan data

• Dokumentasi Kalibrasi.

2.9 Sistem Informasi Kelautan

Sistem informasi Nautical adalah kombinasi pemikiran dari para ahli, data spasial dan deskriptif, metode analitik dan perangkat lunak komputer dan perangkat keras, semua diselenggarakan untuk mengotomatisasi, mengelola dan menyampaikan informasi melalui presentasi menggunakan kertas dan grafik digital. Sebelumnya, penggunaan utama dari database nautical chart adalah dalamproduksi grafik dalam bentuk kertas. Kemajuan teknologi navigasi telah menetapkan tuntutan baru 13

pada akurasi, kemampuan dan format nautical chart. Keakuratan posisi grafik harus memenuhi peningkatan akurasi dari sistem penentuan posisi. Untuk mendapat manfaat sepenuhnya dari dinamikametode penentuan posisi modern, kebutuhan grafik digital telah muncul secara paralel dengan grafik

M-13

dicetak tradisional. Standar internasional untuk data hidrografi digital telah dikembangkan oleh Organisasi Hidrografi Internasional (IHO). Versi valid dari standar, S-57 edisi 3.1 diadopsi sebagai standar resmi IHO pada bulan November 2000 dan juga ditetapkan dalam Organisasi Maritim Internasional (IMO) Standar Kinerja untuk Tampilan Bagan Elektronik dan Sistem Informasi (ECDIS). S-57 menjelaskan standar yang akan digunakan untuk pertukaran data hidrografi digital antara Kantor Hidrografi nasional dan untuk distribusi data digital dan produk untuk produsen, pelaut, dan pengguna data lainnya. Produk digital yang paling signifikan yang disampaikan di S-57 format grafik navigasi elektronik (ENC). Kebutuhan meningkat pesat untuk grafik navigasi elektronik (ENC) telah menyebabkan situasi bagi banyak kantor hidrografi di mana ada dua jalur produksi terpisah untuk dua produk, sel ENC dan kertas grafik. Hal ini penting untuk keselamatan navigasi bahwa produk tersebut tidak bertentangan dengan satu sama lain. NIS khusus memiliki empat subsistem fungsional utama (Gambar 1.3).

• Input data. Subsistem input data memungkinkan pengguna untuk menangkap,

mengumpulkan, dan mengubah data spasial dan tematik ke dalam bentuk digital. Input data biasanya berasal dari kombinasi peta hard copy, foto udara, citra penginderaan jauh, laporan, dokumen survei, dll.

• Basis Data - Penyimpanan dan Pengambilan. Penyimpanan data dan pengaturan

subsistem pengambilan data, spasial dan atribut, dalam bentuk yang memungkinkan untuk dengan cepat diambil oleh pengguna untuk analisis, dan memungkinkan update cepat dan akurat harus dibuat ke database.

• Basis Data - Manipulasi dan Analisa. Manipulasi data dan analisa subsistemmemungkinkan pengguna untuk menentukan dan melaksanakan prosedur spasial dan atribut untuk menghasilkan informasi yang diperoleh. Subsistem ini umumnya dianggap sebagai jantung dari GIS, dan biasanya membedakannya dari sistem informasi database lain dan CAD.

• Data Output. Subsistem data output memungkinkan pengguna untuk menghasilkan

menampilkan grafis, biasanya peta, dan laporan tabular mewakili produk informasiyang diperoleh.

14

M-13

Gambar 1.3 : Subsistem Fungsional NIS

Ada empat komponen dari NIS; data, hardware, software, dan users. Seperti ditunjukkan dalam Gambar 1.4, komponen harus terintegrasi; mereka harus dihubungkan bersama-sama dan bekerja untuk mendukung pengelolaan dan analisis data spasial atau pemetaan.

Gambar 1.4 : Komponen NIS

• Data. Semua data dalam database dapat berupa data spasial atau data atribut. Dataspasial memberitahu kita di mana sesuatu terjadi. Data atribut memberitahu apa yang

•terjadi; itu memberitahu kita sifat atau karakteristik dari data spasial.

Hardware. Perangkat keras komputer harus mampu mendukung input data, output, 15

penyimpanan, pencarian, tampilan, dan analisa.

• Software. Perangkat lunak yang digunakan harus dinamis dan memiliki berbagaikemampuan fungsional.

M-13

• User. Istilah "user" bisa merujuk ke siapa saja yang akan menggunakan NIS untuk

mendukung proyek atau tujuan program, atau seluruh organisasi yang akan mempekerjakan.

2.9.1 Proses KompilasiKompilasi data melibatkan perakitan semua data spasial dan data atribut dalam NIS. Data

peta dengan proyeksi umum, skala, dan sistem koordinat harus dikumpulkan bersama-sama dalam rangka membangun database NIS terpusat. Data juga harus diperiksa untuk kompatibilitas dalam hal konten dan waktu pengumpulan data. Pada akhirnya, data akan disimpan di NIS sesuai dengan persyaratan format tertentu yang ditetapkan oleh pengguna dan software / hardware NIS yang dipilih.

Ketika semua persyaratan data umum ditetapkan oleh pengguna, sebuah "peta dasar" telah dibentuk. Sebuah peta dasar adalah satu set persyaratan standar untuk data. Ini menyediakan standar yang akurat untuk kontrol geografis, dan juga mendefinisikan model atau template yang digunakan untuk membentuk semua data ke dalam bentuk yang kompatibel. Sebuah peta dasar lebih diperlukan, itu adalah seperangkat standar yang ditetapkan dan diundangkan untuk memastikan kontrol kualitas untuk data spasial dan atribut data yang terdapat di NIS.

Setelah data digabungkan dan parameter peta dasar yang ditetapkan pengguna harus menerjemahkan data ke dalam bentuk naskah kompatibel di komputer. Proses ini disebut sebagai "konversi" atau "digitalisasi," mengubah peta kertas ke digit numerik yang dapat disimpan di komputer. Digitalisasi dapat dilakukan dengan menggunakan berbagai teknik. Scanning adalah salah satu teknik. Teknik lain adalah garis digitalisasi yang menggunakan tablet dan stylus. Digitalisasi menyederhanakan data peta ke set titik, garis, atau sel-sel yang dapat disimpan di komputer NIS. Setiap paket perangkat lunak NIS akan memberlakukan bentuk khusus dan desain pada cara set titik ini, garis, dan sel-sel disimpan sebagai file peta digital.

Gambar berikut menunjukkan berbagai jenis proses kompilasi.

Gambar 1.5 : Diagram Proses Kompilasi

2.9.9.1 Manual : Pekerjaan kartografi tradisional, adalah didasarkan pada pemisahan warna dan proses manual. Gambar yang baik adalah metode manual dengan mempersiapkan garis , simbol dan topologi (nama) sesuai dengan spesifikasi grafik. Kualitas garis yang tinggi dicapai dengan proses yang disebut "memotong" di mana gambar yang terukir pada film dilapisi memastikan bahwa spesifikasi kartografi secara hati-hati ditaati. Setiap warna yang digunakan pada peta yang jelaskan di warna film yang terpisah dan simbol dan nama digabungkan foto-mekanis untuk menghasilkan warna memisahkan untuk pencetakan. Kartografi tradisional, didefinisikan sebagai teknik manual yang digunakan untuk produksi grafik kertas (sebelum munculnya komputer), dapat dibagi dalam enamkomponen. 16

• Compilation Work. Pemilihan informasi yang dikumpulkan untuk produksi edisi baru dari

grafik kertas.

M-13

• Image Generation. Proses menetapkan jenis simbol, bentuk dan struktur untuk fitur pada

peta.• Image Registration. Teknik untuk memastikan bahwa komponen warna individu cocok

satu sama lain dalam peta.• Contact copying at scale. Operasi digunakan untuk menghasilkan garis yang ukurannya

sama, setengah pola dan pola positif terus menerus dan negatif dengan proses kontak langsung.

• Image separation/combination. Teknik yang digunakan untuk menghasilkan peta warna

warni oleh pencentakan dari sejumlah komponen warna terpisah.• Printing. Grafik dicetak menggunakan proses litograf.

Quasi – automatic: Kartografi Quasi-otomatis adalah kombinasi teknik manual dan dibantu komputer digunakan untuk produksi grafik kertas. Meskipun, berisi langkah-langkah yang terlibat dalam manual tetapi beberapa dari mereka dilakukan oleh otomatis cara misalnya contouring dilakukan dengan menyusun mesin bukan tangan.

2.9.1.2 Computer Assisted Cartography : Untuk meningkatkan pelayanan dan untuk memenuhi tuntutan yang berkembang untuk grafik, komputer dibantu oles sistem pemetaan juga digunakan. Pengenalan komputer dibantu pemetaan dan sistem informasi geografis telah menambahkan dimensi baru untuk teknik kartografi dan penggunaan data spasial. Komputer dibantu oleh langkah kartografiumumnya dibagi menjadi enam langkah berikut:

• Acquisition and Input. Data digital biasanya diperoleh dari berbagai sumber misalnya file digital atau memindai grafik tua.

• Verivication. Semua data yang masuk diverifikasi dan diperiksa untuk format, skala dan fiturcoding dll

• Editing and attributing. Tugas utama melibatkan memastikan fitur topologi yang benar,dikaitkan dan dilambangkan menurut Standar Kartografi Digital (CDS). Naskah asli yangdipindai memerlukan geo-referensi dan fitur coding. Semua teks atau penjelasan pada petaditambahkan secara interaktif.

• Quality Control. Proses penyaringan yang digunakan untuk membuat dokumen laporan yangmemeriksa proyek untuk kelengkapan dan fitur yang benar. Petugas kontrol kualitasmemastikan bahwa grafik memenuhi spesifikasi desain dan bahwa data digital sesuai denganCDS. Semua peta ditinjau oleh kartografer sebelum diterbitkan.

• Printing. Sebuah file akhir dibuat untuk pencetakan. Proses cetak menggunakan mesin warnatunggal atau multi-warna yang dapat mencetak secara berurutan.

2.9.2 PresentationDunia nyata sangat susah untuk mendeskripsikan sesuatu yang kompleks menjadi

praktis, karena itu perlu disederhanakan, pandangan dunia nyata harus digunakan. Hal inidicapai dengan memodelkan kenyataan. Penyajian informasi hidrografi dapat bervariasisesuai penggunaan tertentu (misalnya itu dapat disajikan baik secara grafis, menggunakansimbol-simbol atau dalam bentuk tekstual). Oleh karena itu, penyajian informasi harusindependen dari penyimpanan. Konsep menjaga informasi yang independen memberikanfleksibilitas yang lebih besar. Hal ini memungkinkan data yang sama yang akan digunakan 17untuk berbagai keperluan tanpa memerlukan perubahan struktur atau konten. Jika gayapresentasi atau perubahan media, hanya model presentasi harus diubah. Oleh karena itu,model yang digambarkan dapat dihubungkan dengan banyak model presentasi yang berbeda.

M-13

Misalnya, ENC dan kertas grafik menyajikan data dasar yang sama dengan cara yang berbeda melalui model presentasi yang berbeda.

2.9.2.1 Paper Charts. Nautical Chart adalah gambaran grafis yang menunjukkan sifat dan bentuk pantai, kedalaman air dan karakter umum dan konfigurasi dasar laut,navigasi lokasi yang berbahaya, naik turunnya pasang surut, navigasi yang membantu manusia, dan karakteristik magnetis bumi. Selain elemen dasar, grafik adalah dokumen kerja yang digunakan oleh pelaut baik sebagai "peta jalan" dan lembar kerja dan sangat penting untuk navigasi yang aman. Dalam hubungannya dengan alat bantu navigasi tambahan, digunakan untuk lay out program dan navigasi kapal yang aman untuk rute terpendek dan paling ekonomis.

Grafik dicetak menyajikan semua informasi penting seperti fitur grafik dengan simbologi yang sesuai dan deskriptif teks informasi kartografi dan simbol. Volume informasi terbatas karena ukuran grafik serta aspek pembacaan terbatas. Salah satu aspek yang paling penting dari pekerjaan persiapan data yang akan dipublikasikan pada grafik dicetak dengan generalisasi kartografi dan editing kartografi dari data. Ini termasuk perpindahan, agregasi, seleksi, rotasi dan teks lebar, font dan penempatan.

2.9.2.2 Digital Charts. Grafik Digital merupakan standar basis data, seperti konten, struktur dan format, seperti ditunjukkan pada Gambar 1.6.

Gambar 1.6 : Tipe Grafik Digital dan FormatGrafik Digital merupakan bantuan navigasi baru yang dapat memberikan manfaat yang signifikan untuk navigasi maritim, keselamatan, dan perdagangan. Lebih dari sekedar tampilan grafis komputer, sistem grafik digital menggabungkan kedua data geografis dan tekstual menjadi alat operasional yang mudah digunakan. Sebagai bantuan keputusan otomatis mampu menentukan posisi kapal dalam kaitannya dengan tanah, memetakan benda, alat bantu navigasi, dan bahaya yang tak terlihat, ENC adalah sistem navigasi real-time yang mengintegrasikan berbagai informasi yang ditampilkan dan diinterpretasikan oleh Mariner . Bentuk paling canggih dari sistem grafik digital merupakan pendekatan yang baru untuknavigasi maritim.

2.9.2.3 Vector Charts

ENC: An Electronic Navigational Chart (ENC) adalah data vektor sesuai dengan 18

IHO S-57 ENC spesifikasi produk dalam arti dari isi, struktur dan format. Dikeluarkan untuk penggunaan dengan ECDIS pada otoritas pemerintah yang berwenang seperti kantorhidrografi, sebuah ENC berisi semua informasi grafik yang diperlukan untuk navigasi yang

M-13

aman dan mungkin berisi informasi tambahan lain yang terkandung dalam grafik kertas (misalnya, arah berlayar). Secara umum, S-57 ENC adalah, kumpulan data struktural berlapis object-oriented yang dirancang untuk berbagai aplikasi hidrografi. Sebagaimana didefinisikan dalam IHO S-57 Edisi 3, data terdiri dari serangkaian titik, garis, fitur, dan benda-benda. Ukuran minimum dari data adalah "sel" yang merupakan persegi panjang bulat (yaitu dibatasi oleh meridian dan lingkaran lintang). Sel yang berdekatan tidak tumpang tindih. Skala data yang terdapat dalam sel tergantung pada tujuan navigasi (misalnya pantai, pendekatan, pelabuhan). Selain batas ukuran 5 Mb dengan jumlah data digital yang terkandung dalam sel ENC, tidak ada spesifikasi mengenai dimensi sel sebagai kemasan terkecil.

DNC: The Digital Nautical Chart (DNCTM) adalah database vektor fitur maritim yang dipilih yang dapat digunakan dengan kapal yang terintegrasi dengan sistem navigasi (misalnya grafik sistem elektronik), atau jenis lain dari sistem informasi geografis (GIS). Mirip dengan IHO S-57 ENCs, database DNC terdiri dari titik, garis dan poligon yang berisi informasi mengenai hidrografi, bantuan navigasi, , fitur tanah, kedalaman, penghalang, dll. Setiap tema (misalnya hidrografi) disimpan sebagai lapisan tematik dengan sifat geo- referenced. Produk DNC dirumuskan dengan menggunakan Digest Annex C Vector Relational Form (VRF) pengkodean yang terdiri dari satu set tabel database relasional. Selanjutnya data tersebut diatur dalam serangkaian "perpustakaan" yang merupakan pengelompokan cakupan grafik yang sepadan dengan pengelompokan milik NIMA dari skala paper nautical charts (misalnya General, Pantai, Pendekatan, dan Harbour). Dalam konsep ECDIS, DNC adalah "sistem" navigasi grafik elektronik (SENC) yang berisi data tertentu dan karakteristik tampilan.

2.9.2.4 Raster Charts

Format data raster bitmap dengan geo-referensi diterapkan kepada mereka.Bitmap adalah istilah umum untuk gambar komputer terdiri dari kotak persegi panjang dari kotak yang sangat kecil (254 per inch adalah salah satu standar) berwarna atau piksel. Bitmap ini biasanya dihasilkan dengan mengambil grafik asli dan memindai mereka untuk membuat gambar digital dari grafik. Setelah gambar ini telah diperoleh, geo-referensi akan diterapkan. Ini adalah proses yang berkaitan dengan posisi grid pixel bitmap ke lintang dan bujur yang berhubungan. Dengan cara ini, komputer dapat berhubungan dengan posisi pixel untuk lintang dan bujur. Namun, sistem tidak memiliki pengetahuan tentang rincian fitur dan rincian (seperti garis pantai) di gambar raster ini akan ditampilkan. Grafik raster diproduksi dengan cara scanning pada resolusi tinggi yang memisahkan warna asli, yang digunakan untuk mencetak kertas grafik. File-file digital secara hati-hati digeoreferensikan untuk memungkinkan perangkat lunak navigasi untuk memetakan posisi geografis ke lokasi dalam gambar. Metadata adalah menambahkan, menggambarkan grafik, datum, proyeksi daninformasi lain tentang grafik dan file digital.

Hydrographic Chart Raster Format (HCRF): Ini adalah format yang dikembangkan oleh UKHO dan digunakan untuk perusahaan Admiralty Raster Chart Service (ARCS) dan HO Australia untuk perusahaan Seafarer Chart Service. Grafik raster memiliki standar yang samaantara akurasi dan kemampuan sebagai kertas grafik. Ini digunakan dengan modal dasar yang 19kompatibel Electronic Charting Systems (ECS).

BSB Format: Format (BSB) pada dasarnya adalah satu atau beberapa gambar raster dikompresi ke paket yang lebih efisien yang disertai dengan rincian grafik dalam paket.

M-13

Rincian grafik ini termasuk geo referensi yang diperlukan untuk menentukan lintang dan bujur serta keterangan lain seperti, skala, unit mendalam, nama grafik, dll. Format BSB memisahkan grafik menjadi gambar tergantung pada jumlah kompartemen grafik yang didefinisikan sebagai grafik utama, bagan inset, dan grafik kelanjutan.

2.9.2.5 Hybrid Charts

Idealnya versi master semua data produk kartografi digital diskrit akan diselenggarakan dalam bentuk vektor. Kenaikan kapasitas sistem komputer dalam beberapa tahun terakhir telah membuka alternatif mentransfer cepat dengan metode digital dengan raster scanning dan kemudian menggunakan teknik raster / vektor hybrid selama periode changeover. Masterraster digantikan oleh vektor master dalam urutan ditentukan oleh biaya dan prioritas bisnis.

20

M-13

LAMPIRAN A SINGKATAN

ARCS Admiralty Raster Chart Service AHO Australian Hydrographic Office CAD Computer aided draftingCD Compact DiskCDS Cartographic Digital StandardsDNC Digital Nautical ChartECS Electronic Charting SystemENC Electronic Navigation ChartECDIS Electronic Chart Display and Information SystemGIS Geographic Information System HCRF Hydrographic Chart Raster Format HTF Hydrographic Transfer FormatHI Project Instruction/Hydrographic Instruction IHO International Hydrographic Organisation IMO International Maritime OrganisationNHO National Hydrographic OfficeNIMA National Imagery and Mapping AgencyNIS Nautical Information SystemNTM Notices to MarinersQC Quality ControlRNC Raster Nautical ChartSENC System Electronic Navigational Chart UKHO United Kingdom Hydrographic Office VRF Vector Relational FormWGS World Geodetic System

REFERENSI

D. Russom & H. R.W. Halliwell “Some Basic Principles in the Compilation of Nautical Charts”International Hydrographic Review, Vol. LV No. 2, July 1978

William G. Swisher “National Ocean Survey Automated Information System” InternationalHydrographic Review, Vol. LVIII No. 2, July 1981

N. M. Anderson “Computer Assisted Cartography in the Canadian Hydrographic Service”International Hydrographic Review, Vol. LVIII No. 2, July 1981

Christer Palm “From Manuscript to Printed Chart” International Hydrographic Review, Vol. LX No.2, July 1982 21

Martin Joseph “Assessing the Precision of Depth Data” International Hydrographic Review, Vol. LXVIII No. 2, July 1991

M-13

E. C. Bouwmeester and A. W. Heemink “Optimal Line Spacing in Hydrographic Survey”International Hydrographic Review, Vol. LXX No. 1, March 1993

H. Gorziglia “Computer Assisted Cartography at Hydrographic and Oceanographic Service ofChilean Navy” International Hydrographic Review, Vol. LXX No, September 1993

Adam J. Kerr “Conceptual Model of a Regionally Integrated Data Base For ECDIS” InternationalHydrographic Review, Vol. LXXI No. 2, September 1994

Udo Laube “The Hydrographic and Wrecksearch Vessel “DENEB” as an Example for aModern Survey Vessel” International Hydrographic Review, Vol. LXXII No. 2, March 1995

B. Bourgeois, F. Petry, M. Harris & P. Alleman “A GIS Integration Approach for DynamicallyReconfigurable Surveys” The Hydrographic Journal, January 1999.

Patrick McGlamery “Issues of Authenticity of Spatial Data” 66th IFLA Council and GeneralConference 2000.

Neal G. Millet and Simon Evans “Hydrographic Management using GIS Technologies” U.S. Hydrographic Conference 2001.

Lieutenant Eric J. Sipos “NOAA AHB Assurance Inspections for Contract Hydrographic Surveys”U.S. Hydrographic Conference 2001.

Lt Cdr Luis Pais “Production and Distribution of ENC – The Portuguese experience” U.S. Hydrographic Conference 2001.

ALAMAT URL

1. Ames Remote h tt p : / / www .a m e sr e m o t e.c o m 2. Caris Marine h tt p : / / www .c a ri s . com 3. Coastal Oceanographic, Inc h tt p : / / www .co a s t a l o. c o m N a t i on a l 4. ESRI Software h tt p : / / www .e s ri . c o m /li b r a r y / 5. Federal Geographic Data Committee h tt p : / /f g dc. e r . u s g s. g o v /f g d c .h t m l 6. Hydrographic Society of America h tt p : / / w w w . t h s oa. o r g 7. Imagery and Mapping Agency (NIMA) h tt p : / / www .n i m a. m i l 8. International Hydrographic Organisation h tt p : / / www . i ho . sho m . fr / i h o .h t m l 9. JANUS Technologies h tt p : / / www . j a n u s - t ech.com 10. NOAA National Coast Survey h tt p : / / c h a r t m a k e r .ncd. n oa a.g o v 11. Offshore Systems Ltd. h tt p : / / www .os l .co m / co r p o r a t e 12. Primar Organisation h tt p : / / www .p r i m a r .o r g 12. SeaBeam Instruments h tt p : / / www .s e a bea m .co m / 13. Reson, Inc htt p: // www.r eson.c om 2214. The Laser-scan Ltd., h tt p : / / www .Las e r - Scan.c o m / pape r s 15. The GIS Primer htt p: // www.i nnovati ves gi s.com

M-13

http://www.amesremote.com/

http://www.innovativesgis.com/

http://www.Laser-Scan.com/papers

http://www.reson.com/

http://www.seabeam.com/

http://www.primar.org/

http://www.osl.com/corporate

http://chartmaker.ncd.noaa.gov/

http://www.janus-tech.com/

http://www.iho.shom.fr/iho.html

http://www.nima.mil/

http://www.thsoa.org/

http://fgdc.er.usgs.gov/fgdc.html

http://www.esri.com/library/

http://www.coastalo.comNational/

http://www.caris.com/

DAFTAR PUSTAKA

Admiralty “Manual of Hydrography” Vol I & Vol II

Bowditch “American Practical Navigator” U.S. Navy Hydrographic Office.

Admiralty “General Instructions for Hydrographic Surveyors”

Karl B. Jeffers “Hydrographic Manual” U.S. Department of Commerce

IHO Special Publication S-44 “IHO Standards for Hydrographic Surveys”

IHO Special Publication S-52 “Spécifications for Chart Content and Display Aspects of ECDIS”

IHO Special Publication S-57 “IHO Transfer Standards for Digital Hydrographic Data”

IHO Special Publication S-61 “Product Specification for Raster Navigational Charts (RNC)”

IHO Circular Letter 45/2001 “Guidelines for the Processing of High Volume Bathymetric Data”

Dated 5 Oct 2001. “Map Compilation Color Separation and revision” Headquarters Department ofArmy, Washington.

Colonnel Sir Charles Close & Colonel H. St. J. L. Winterbotham “Text Book of Topographical andGeographical Surveying” Her Majesty’s Stationery Office.

23

M-13

BAB 2

PENENTUAN POSISI

1. PENDAHULUANPenentuan posisi dengan keandalan relatif adalah masalah mendasar yang dihadapi Sistem

Informasi Geografis (SIG) dan sebagai tujuan utama dari ilmu geodesi. Penentuan posisi titik pada permukaan bumi memerlukan pembentukan koordinat yang tepat dalam sistem referensi geodetik yang dipilih (Datum). Output informasi minimum yang harus dipenuhi pengguna adalah :a. Parameter yang sepenuhnya menggambarkan sistem referensi;b. Rincian koordinat yang dibutuhkan untuk simbol kartografi yang dipilih.

Dengan cara tersebut akan bisa ditentukan koordinat titik atau objek dengan mengacu pada dunia nyata.

2. PRINSIP PENENTUAN POSISI2.1 Bumi

Perhitungan posisi dengan akurasi berulang adalah masalah utama penentuan referensi geografis dari informasi terestrial dan fungsi utama geodesi. Posisi geografis suatu titik pada permukaan bumi dapat didefinisikan dalam kaitannya dengan matematis untk menjelaskan referensi permukaan yang digunakan di tempat sebenarnya dari permukaan Bumi. Referensi permukaan bumi harus memiliki dua karakteristik mendasar :

a. Didefinisikan secara matematis ;b. Berada di lokasi yang diinginkan.

Permukaan referensi yang sering digunakan untuk area terbatas :• ellipsoid rotasi;• local spheroid;• bidang horizontal ( atau bidang singgung ) ;• geoid

Tiga permukaan di atas digunakan untuk penentuan posisi horizontal. Keempat memiliki definisi fisik dan memiliki kaitan dengan nilai tinggi yang lain. Sebuah posisi tiga dimensi didefinisikan dengankoordinat 2 dimensi dan komponen vertikal yang menunjukkan tinggi di atas bidang referensi.

h

Gambar 2.1: Permukaan bumi

2.1.1 EllipsoidEllipsoid adalah permukaan keempat di mana semua kurva dari persimpangan bidang adalah

elips dan akhirnya menjadi bentuk lingkaran. Untuk titik – titik pada permukaan ellipsoid dan untuk 24

bidang normal persinggungan pada titik tersebut, diketahui sebagai irisan normal yang memiliki nilai radian bervariasi. Variasi tersebut adalah fungsi lanjutan lintang ellipsoid dari titik yang dipilih, parameter bentuk ellipsoid dan azimuth bidang normal.

M-13

Untuk ellipsoid geodetik, revolusi ellipsoid dihasilkan ketika elips diputar di sekitar sumbu semi-minor, permukaan matematis dimodelkan dengan bentuk dan ukurannya didefinisikan dengan dua parameter : panjang sumbu semi- minor ( b ) dan sumbu semi- mayor ( a).

Bentuk dari ellipsoid referensi juga dapat dijelaskan oleh kepepatannya : f = [ (a - b ) / a ] atau eksentrisitas nya : e = [ (a2 -b2)1/2 / a] .

Gambar 2.1 menunjukkan hubungan umum antara geoid, ellipsoid dan bentuk fisik bumi. Gambar 2.2 menunjukkan struktur dan parameter ellipsoid.

Gambar 2.2 : Ellipsoid

Permukaan ellipsoid berbentuk rata dan dapat dirumuskan secara matematis, oleh karena itu banyak digunakan untuk sistem koordinat horizontal. Tapi untuk referensi ketinggian digunakan pendekatan kasar bentuk bumi.

2.1.2 Local SphereSebuah bola lokal / local sphere adalah permukaan referensi pada lintang yang dipilih ,

memiliki radius sama dengan geometris berarti antara jari-jari melengkung dari dua bagian normal utama ellipsoid yang diganti di permukaan.

Subtitusi diterima jika raius mendekati 100 km (bidang geodetik) dari titik singgung antara ellipsoid dan sphere.

Adapun radius 8 km (bidang topografi) dari titik yang sama, dapat diterima untuk menggantikan sphere dengan bidang singgung.

2.1.3 GeoidGeoid adalah bidang ekipotensial dari medan gravitasi , digunakan sebagai referensi

ketinggian permukaan. Berarti Mean Sea Level ( MSL ) adalah pendekatan terbaik dari permukaan tersebut.

Tidak seperti ellipsoid , geoid yang tidak memiliki model matematis yang digunakan dalamperhitungan karena bentuknya tidak teratur.

2.2 DatumDatum adalah sistem referensi geodetik yang didefinisikan oleh pemosisian teliti pada 25

permukaan sebagai referensi dan digambarkan dalam ruang, dihasilkan oleh titik komputasi jaring.SP-32 ( IHO - Fifth Edition 1994) mendefinisikan datum geodetik sebagai “Parameter yang

menentukan permukaan referensi atau referensi sistem koordinat yang digunakan untuk kontrol

M-13

geodetik dalam perhitungan koordinat untuk titik-titik di bumi , datum umumnya didefinisikan secaraterpisah sebagai horisontal dan vertikal.”

Penentuan referensi permukaan unik untuk seluruh bumi penting untuk penggunaan sistem satelit dan terkait survey dan penentuan posisi. Pada masa dulu sulit untuk dicapai karena karakter setiap daerah adalah lokal. Sehingga ada banyak sistem geodetik lokal di seluruh dunia , semua didefinisikan dengan tujuan mendapatkan pendekatan yang baik untuk daerah tertentu.

Selanjutnya, masing-masing negara berhak menentukan dua referensi permukaan yang didefinisikan secara berbeda yaitu penentuan posisi untuk horisontal (ellipsoid lokal) dan vertikal (geoid lokal / mean sea level). Gambar 2.3 menunjukkan hubungan tersebut.

gambar 2.3 Orientasi Datum

2.2.1 Datum HorizontalDatum horizontal adalah model matematika dari bumi yang digunakan untuk menghitung

koordinat geografis titik-titik. Sebuah referensi ellipsoid dua dimensi dalam hubungan dengan sistem lokal adalah sistem referensi geodetik (dua dimensi).Didefinisikan dengan 8 parameter yaitu 2 untuk bentuk ellipsoid dan 6 untuk posisi dan orientasi. Karena sebuah sistem refernsi itu tidak bersifat geosentrik, maka pusat ellipsoid digeser dari pusat massa bumi sejauh 100 meter. Sehingga sumbu ellipsoid tidak sama dengan rata – rata sumbu rotasi terestris.

Ellipsoid lokal harus diposisikan dan diorientasikan dengan benar terhadap bumi untuk mendukung proses transalasi dari nilai pengukuran geometriknya (jarak, sudut, perbedaan ketinggian) untuk perhitungan posisi relatif yang dihubungkan dengan sebuah titik yang diketahui koordinat ellipsoidnya. Dengan perkembangan satelit, dapat dengan cepat membandingkan koordinat pada sistem geosentrik dengan tidak adanya perubahan dari manusia dan bersifat internasional.

Ada dua parameter bentuk untuk mengidentifikasikan ellipsoid yang harus di tentukan untuk sistem ini adalah :

a. ellipsoid atau lintang geodetik ;b. ellipsoid atau bujur geodetik ;c. elevasi geoid ( atau tinggi orthometrik );d. dua komponen untuk deviasi vertikal ;e. ellipsoid azimuth untuk arah yang memiliki asal sebagai titik .

Ketentuan untuk menguhubungkan antara permukaan ellipsoid dan geoid, memilih titik pusat untuk tinggi geodetik yang diketahui, harus memiliki lintang dan bujur astronomi. Sehingga harus memilih titik pusat ellipsoid dengan koordinat astronomi atau terestris.

Kondisi tersebut memberi akibat :a. Menghasilkan preset point pada permukaan ellipsoid untuk menentukan arah di langit.

(menghilangkan dua derajat kebebasan).b. Meyakinkan bahwa titik tersebut didefinisikan dengan sumbu normal ellipsoid dan dengan

sumbu vertikal geoid. 26

Tinggi tiitk pusat ellipsoid bergantung pada tinggi geodetik yang diketahui dan bergantung pada sumbu rotasi ellipsoid pada arah utara astronomi yang memastikan nilai dua derajat kebebasanellipsoid yang relatif terhadap geoid. :

M-13

a. Pergeseran sepanjang normal / vertikal. b. Rotasi area sekitarnyaSehingga, referensi ellipsoid lokal berfokus pada titik pusatnya. Lihat gambar 2.4 untuk

menggambarkan hubungan antara dua ellipsoid.

Gambar 2.4 : Orientasi Datum Horizontal

2.2.2 Jenis DatumSistem geodetik lokal dikembangkan dalam geodesi dan kartografi sebelum berkembangnya

sistem satelit, dengan anggapan bahwa permukaan ellipsoid hampir mendekati permukaan geoid.Dalam penggunaannya, perataan antara normal vertikal dan ellipsoidal dikurangi dan hampir

tidak digunakan, pengukuran sudut di tanah dapat digunakan untuk penggambaran ellipsoid tanpa koreksi. Situasi ini dapat digunakan dalam area yang lebih kecil, akan tetapi tidak dapat digunakan untuk area yang luas seperti eropa atau Amerika.

Penggunaan sistem referensi ini secara luas berkembang selama beberapa dekade terakhir dengan proses terntentu yang umum digunakan.

Di 50 tahun terakhir, dibutuhkan sistem referensi global, untuk keperluan kartografik, geodetik dan gravimetrik. Keberadaan geodesi satelit telah menggunakan dasar referensi geosentrik dan menghasilkan pendekatan yang baik tentang bentuk globe.

Sistem pertama dengan karakteristik ini dikembangkan oleh Departemen Pertahanan Amerika Serikat : WGS60 , WGS66 dan WGS72 adalah model yang diandalkan untuk survey terestris. Hingga diciptakan WGS84 .

WGS84 adalah singkatan dari ' World Geodetic System 1984' dan mendefinisikan sistem sebagai geodesi dan yang universal pada tahun 1984 . Hal ini diwakili oleh sistem Cartesian OXYZ dengan asal di pusat massa dan sumbu Z konvensional Bumi diarahkan ke CTP (Convensional Terrestrial Pole ), seperti yang didefinisikan oleh BIH ( Bureau International Le Heure ) pada tahun1984 , yang sekarang bernama IERS (International Earth Rotation Sistem ). Sumbu X adalah persimpangan meridian melewati Greenwich , yang didefinisikan oleh IERS pada tahun 1984 , dan CTP mengacu pada bidang ekuator. Sumbu Y menyelesaikan rotasi orthogonal searah jarum jam danterletak di bidang ekuator pada 90 ° BT ke arah sumbu X. Kartesian menunjukkan matematis bumi. 27Pusat koordinat dan sumbunya juga pusat massa bumi dan sumbu ellipsoid digabungkan dalam suatusistem (ellipsoid dua sumbu, geosentrik WGS84) dan sumbu Z adalah sumbu simetri.

M-13

EUREF, sub komisi IAG (International Association of Geodesy), yang bertanggungjawab pada European Terrestrial Reference System realisation (ETRS), dan menjadi European Terrestrial Reference Frame (ETRF) pada tahun 1989. Sistem ETRF89 adalah realisasi sistem WGS84.

2.2.3Transformasi DatumTransformasi datum bertujuan menjadikan sistem referensi koordinat menjadi satu referensi.

Koordinat kartesian disebut sebagai sistem geosentris atau koordinat geografis dirujuk ke ellipsoid geosentris dihasilkan melalui teknik posisi satelit . Untuk mengubah koordinat ini ke dalam sistem lokal terkait dengan daerah operasional, perlu untuk menerapkan algoritma dengan parameter yang ditentukan dengan cara perhitungan probabilitas untuk menyesuaikan pengukuran presisi satelit untu menghasilkan nilai realisasi jaring oleh sistem lokal dengan deformasi yang tak terelakkan.

Setiap ellipsoid , yang berorientasi lokal , pasti bergeser dari yang geosentris diadopsi di sistem WGS84, bukan hanya karena parameter yang berbeda tetapi , penting juga untuk pusat posisi dan sumbu orientasi . Oleh karena itu, koordinat geografis untuk titik yang sama dalam datum lokal dan dalam datum global berbeda,pergeseran bisa mencapai ratusan meter .

Diagram menunjukkan perbedaan dimensi antara ellipsoid dari Hayford dan berdasarWGS84 :

kutub.Perhatikan bahwa ellipsoid WGS84 lebih kecil baik dalam dimensi khatulistiwa dan maupun

Variasi dimensi dan tiitk pusat berpengaruh pada lintang geodetik (atau ellipsoidal) dan dalamkoordinat horizontal utara (Gaussian) dari titik di permukaan bumi, hal yang sama juga muncul pada lintang ellipsoid dan koordinat timur.

Hubungan antara koordinat geografis menimbulkan kebingungan dalam menghitung koordinat horizontal yang dapat didefinisikan dengan menggunaan gambaran Gauss (UTM). Kenyataannya, pergeseran dalam koordinat Gaussian tidak sejalan dengan pergeseran koordinat ellipsoid. Hal ini diakibatkan panjang garis dibentuk dari sudut lintang atau bujur pada ellipsoid dan juga diakibatkan perubahan titik pusat.

Untuk mengubah geografis dan koordinat horizontal dari satu sistem ke sistem lain maka perlu untuk menerapkan untuk setiap titik beberapa variasi Δφ , Δλ , Δ N , Δ E , yang merupakan fungsi dari titik , pergeseran yang akan diterapkan untuk setiap titik sesuai dengan posisinya.

Transformasi antara dua datum lokal yang berbeda , di daerah yang sama , sering dilakukan dengan menggunakan metode empiris , didasarkan pada kenyataan bahwa dua permukaan referensi , meskipun berbeda , perbedaannya serupa dan pokok perbedaan merupakan salah satu orientasi. Dalam kasus transformasi antara sistem geosentris global, seperti WGS84 , dan sistem geodetik lokal , dua permukaan yang dipisahkan satu sama lain dan karena itu perlu untuk menerapkan algoritmatransformasi yang lebih umum. 28

Transformasi Datum telah diasumsikan cukup penting dengan munculnya GPS , dalam prakteknya biasanya diperlukan bahwa survei GPS mencakup beberapa poin dari sistem geodetik lama dimana survei harus terstruktur, sehingga cocok untuk menghitung parameter transformasi.

M-13

Metode yang paling sederhana dan paling umum digunakan terdiri dari asumsi adanya rotasi dan translasi dari sumbu dengan faktor skala dalam sistem kartesian yang terhubung ke ellipsoid tersebut.

dimana :

Seperti sebuah model geometris yang sempurna, kecuali faktor skala, di antara semua titik dalam jaringan geodetik, didefinisikan menggunakan metode GPS (contohnya dalam S2) dan pada titik yang sama, didefinisikan dengan metode tradisional yakni triangulasi dan trilaterasi pada S1. Secara alami, hal ini tidak selalu menjadi pokok bahasan, pada dasarnya, distorsi mempengaruhi jaring geodetik dari propagasi kesalahan yang tidak dapat didefinisikan dengan pengukuran tradisional. Hubungan pokok bahasan di atas dihubungkan dengan jaring yang terbatas.

dimana :

λ = bujur, = Lintang, h = tinggi

Hubungan antara , λ, h terhadap ellipsoid adalah dengan semi-axis ‘a’ dan kepepatan α

dengan koordinat X,Y dan Z yang didasarkan pada sistem kartesian geosentrik, di mana rumus transformasi antara sistem yang berbeda dihasilkan dalam koordinat geodetik.

Tujuh parameter dapat didefinisikan dalam sistem lokal, sebagai solusi dari hitung perataan kuadrat terkecil, dengan nilai yang digunakan adalah koordinat (kartesian atau geodetik) dari (> 3)titik dalam suatau jaring menggunakan pengukuran GPS dan metode terestris.

2.2.4 Datum VertikalBagian yang diperlukan untuk definisi tinggi adalah referensi vertikal.Setelah itu, arah orthogonal yang diperlukan untuk pengukuran elevasi bersifat spesifik,

dengan skala ditentukan dari sistem referensi.Sebagai hasilnya, sistem referensi tinggi dapat ditentukan dengan :

a. Tinggi ellipsoid 'h': mengadopsi sebagai permukaan referensi ellipsoid 2 dimensi;b. Tinggi orthometrik 'H' (atau ketinggian di atas permukaan geoid): dipilih sebagai bidang

equipotensial grvitasi dengan pendekatan berupa MSL.Sistem kedua dapat digunakan untuk menunjukkan ketinggian MSL. Walaupun rumus

matematis muncul ketika mendefinisikan perbedaan antara dua permukaan (ellipsoid – geoid),diketahui sebagai undulasi geoid, pengetahuan akannya dibuuthkan untuk menghubungkan kedua 29

sistem tinggi tersebut.Gambar berikut ini menunjukkan hubungan utama antara ketinggian ellipsoid ‘h’ dan tinggi

orthometrik ‘H’.

M-13

Gambar 2.5: Datum Vertikal

Dalam pendekatan pertama :

hp diukur dengan GPS, saat Hp diukur menggunakan metode gravimetrik; Np (tinggi geoid atau undulasi) adalah ketinggian di atas permukaan titik proyeksi P pada geoid sepanjang garis vertikal geoid. Rumus ini adalah pendekatan karena tidak menyebutkan perbedaan panjang antara faktor skala normal dan yang berbeda yang dihasilkan dari perbedaan variasi pengukuran.

Untuk pekerjaan kartografi, MSL ditentukan secara konvensional. MSL cukup ditentukan dari pengamatan pengukuran pasang surut. MSL diukur dari rambu pasut dalam waktu yang lama.

SP - 32 ( IHO - Fifth Edition 1994) mendefinisikan MSL sebagai "Ketinggian rata-rata permukaan laut pada stasiun pasang surut selama periode 19 - tahun ,biasanya ditentukan dari ketinggian perjam pembacaan yang diukur dari tingkat referensi (chart datum)".

Untuk area yang spesifik, geoid lokal didefinisikan sebagai bidang equipotensial dari bidamg gravitasi untuk titik yang belum diketahui posisinya dalam area yang sama (biasanya sebuah titik pada atau dekat dengan garis pantai).

Dapat diasumsikan nahwa referensi titik nol menggunakan teknik levelling geometrik, memungkinkan untuk melengkapi informasi ketinggian geoidal untuk masign – masing titik, yang diketahui sebagai benchmark dalam jaring pada area umum sebagai kerangka referensi ketinggian.

Tergantung di mana kita berdiri, MSL bisa lebih dekat atau lebih jauh dari pusat bumi di dibandingkan dengan titik lain, ketinggian tidak mendapatkan manfaat dari definisi global dari tingkat rata-rata laut dan saat ini tidak ada sistem referensi elevasi global, yang memungkinkan penyatuan atau langsung perbandingan yang akan dicapai antara ketinggian diukur dalam berbagai sistem elevasi.

Geoid lokal didefinisikan sebagai permukaan bidang ekipotensial gaya berat untuk titik yang telah ditentukan dalam wilayah yang sama (biasanya sebuah titik pada atau dekat garis pantai terletak diketinggian MSL didefinisikan secara konvensional).

Mulai dari titik ini, diasumsikan sebagai acuan level nol fundamental, menggunakan teknik geometris leveling, adalah mungkin untuk atribut ketinggian Geoidal untuk setiap titik, yang dikenal sebagai tolok ukur, dalam jaringan yang membentang di atas pada seluruh daerah, kerangka acuan elevasi.

Tergantung di mana kita berdiri, MSL bisa lebih dekat atau lebih jauh dari pusat bumi di 30

dibandingkan dengan titik lain; ketinggian tidak mendapatkan manfaat dari definisi global tingkat rata-rata laut dan saat ini tidak ada sistem referensi elevasi global, yang memungkinkan penyatuanatau langsung dibandingkan dengan dicapai antara ketinggian diukur dalam berbagai sistem elevasi.

M-13

2.3 Sistem Koordinat

Posisi biasanya didefinisikan melalui lengkung koordinat seperti lintang, bujur dan ketinggian di atas permukaan referensi. Dalam hal ini adalah menyediakan posisi di (2 + 1) dimensi. Ini benar dan penting untuk membedakan antara sistem koordinat berikut:

a. Gridb. Spherical c. Elipsoidd. Astronomis

menurut apakah pesawat, bola, ellipsoid atau geoid digunakan sebagai permukaan referensi. Koordinat ellipsoidal juga disebut geodesi, sedangkan Geoidal koordinat astronomi yang yang menurut penafsiran ini, istilah 'geografis koordinasi' adalah istilah umum yang meliputi tipe yang disebutkan dalam c dan d.

2.4 Prinsip Kartografi

Representasi dari ellipsoid pada bidang (horizontal) permukaan adalah masalah mendasar dan

Tujuan Kartografi. Masalah tersebut dibuat lebih kompleks oleh permukaan ellipsoid tidak menjadi dapat dikembangkan (atau dari permukaan bola di lapangan sempit) pada permukaan pesawat. Jadi tidak mungkin untuk mentransfer rincian dari permukaan referensi tiga dimensi untuk rencana kertas tanpa parameter yang menggambarkan mereka (jarak, area, sudut) menderita deformasi yang cukup besar. Menemukan metode terbaik untuk mencapai ini transfer akan difokuskan, oleh karena itu, terhadap penghapusan beberapa dari mereka, atau terhadap mereka mengandung dalam batas yang dapat diterima.

Menurut metode yang dipilih yaitu:

a. Charts di mana jarak yang diawetkan (grafik berjarak sama): kondisi ini tidak bisa dicapai untuk seluruh kertas, hanya sepanjang arah tertentu. Ini berarti sepanjang garis tertentu bahwa hubungan (skala) yang diawetkan antara jarak yang diukur pada kertas dan jarak yang diukur pada permukaan referensi;

b. Charts di mana daerah yang diawetkan (setara atau grafik daerah yang sama): kondisi ini bisa dicapai atas seluruh kertas. Ini berarti bahwa hubungan tersebut diawetkan antara diukur area pada kertas dan area yang diukur pada permukaan referensi. Linear dan sudut deformasi diperkenalkan, namun, yang menciptakan perubahan bentuk;

c. Charts di mana sudut yang diawetkan (grafik conformal): ini juga dapat dicapai melalui seluruh kertas. Ini berarti bahwa sudut yang diukur antara dua Geodesi berubah pada kertas adalah sama dengan sudut antara dua arah yang sesuai pada permukaan referensi (ellipsoid atau bola);

d. Charts di mana skala adalah sama di semua arah pada setiap titik (grafik orthomorphic): sudut putaran titik yang diawetkan dan bentuk kecil tidak terdistorsi atas seluruh kertas;

e. Charts di mana tidak ada unsur di atas dengan seksama diawetkan tetapi di mana relatif deformasi yang terkandung dalam toleransi yang sesuai (grafik aphilatic atau tidakorthomorphic). 31

M-13

Tiga indeks memungkinkan evaluasi entitas deformasi, dan karena itu untuk menghitung relative koreksi. Mereka disebut 'bentuk linear, dangkal dan deformasi sudut' dan mereka masing-masing diberikan dari:

Pilihan sistem kartografi tergantung pada tujuan yang grafik yang diproduksi. Jika grafik akan digunakan untuk navigasi, maka akan harus conformal. Sudut di atas kertas (misalnya sudut antara kursus ditandai pada kertas dan meridian) akan mereplikasi, tanpa variasi, arah sudut vektor. Prosedur, di mana sambungan dibuat antara titik-titik dari ellipsoid dan tempat pesawat kartografi, dapat berupa:

a. Geometris: yang terdiri dari membangun hubungan proyektif antara mereka melalui konstruksi geometris yang tepat, diikuti dengan proses analitis relatif (trigonometri secara umum);

b. Analisis: terdiri dari membangun koneksi analisis non-proyektif antara poin. Hal inidiperlukan untuk menulis sebuah sistem persamaan yang menghubungkan koordinat geografis dari berbagai titik pada ellipsoid dengan bidang ortogonal koordinat pada sheet disebut sistem sesuai sumbu.

Metode pertama pembangunan grafik bernama 'proyeksi', yang 'representasi' kedua. Kedua metode yang tidak bertentangan, setiap sistem dapat diartikulasikan melalui pengaturan persamaan dan sistem proyektif yang tepat dapat sesuai dengan berbagai sistem analitis, bahkan jika mereka kadang-kadang perkiraan.

Dalam pemetaan modern adalah lebih baik untuk membangun grafik melalui "representasi".Sistem campuran eksis di mana dipilih elemen jaringan diubah dengan satu sistem dan lainnya elemen dengan yang lain. Sistem seperti ini disebut 'proyeksi atau pernyataan diubah', mereka umum digunakan dalam konstruksi grafik karena karakteristik tertentu mereka memberi pada produk akhir, yang tidak akan dibuat dalam proyeksi murni atau representasi.

2.5 Proyeksi

2.5.1 Proyeksi Geometris

Untuk mereproduksi bagian ellipsoid ditentukan dari grafik, perlu untuk mempelajari pusat daerah dan untuk menemukan bidang singgung ke ellipsoid pada saat itu. Hal ini kemudian memungkinkan untuk memproyeksikan geometris ellipsoid angka pada pesawat tersebut dari pusat sesuai proyeksi.

Tergantung pada posisi yang dipilih untuk titik proyeksi, berbagai transformasi diproduksi, masing- masing dengan karakteristik tertentu.

Pusat proyeksi dapat diatur:

a. di pusat ellipsoid (pusat grafis atau azimut proyeksi): grafik diproduksi dengan ini sistem 32

yang berguna untuk navigasi, karena transformasi busur maksimum kelengkungan bola lokal tunggal menghasilkan segmen garis lurus pada bidang proyeksi;

M-13

b. dalam kaitannya dengan titik diametral berlawanan dengan zona yang akan diwakili (stereografik proyeksi): itu adalah proyeksi perspektif hanya sesuai dan umumnya digunakan untuk kutub zona kartografi;

c. pada perpanjangan diameter, tetapi eksternal ke ellipsoid ('scenographic' proyeksi);d. selalu pada diameter yang sama tetapi pada jarak tak terhingga (proyeksi ortografi).

2.5.2 Proyeksi Kerucut

Proyeksi kerucut terdiri dalam mengambil permukaan kerucut diposisikan sesuai dengan porsi ellipsoid untuk yang kertas harus diciptakan dan memproyeksikan ellipsoid pada permukaan kerucut dari pusat ellipsoid. Selanjutnya, permukaan kerucut akan berubah menjadi pesawat dan grafik sehingga dihasilkan tidak akan mudah pecah (berjarak sama) sepanjang garis singgung; tempat lain itu aphilatic atau tidak orthomorphic. The kasus umum paling diwakili oleh 'langsung proyeksi kerucut', yang, dalam rangka untuk membuatnya conformal, Lambert telah mempertahankan tidak berubah prinsip proyeksi untuk menelusuri meridian tetapi ia telah menggantikan sistem representasi analitis untuk metode proyeksi untuk menelusuri paralel. Ini adalah orthomorphic diubah proyeksi.

2.5.3 Proyeksi Silinder

Proyeksi silinder diperoleh dengan mengambil permukaan silinder, dengan berbagai disiapkan, bersinggungan dengan ellipsoid dan memproyeksikan atasnya poin milik ellipsoid, dari pusatnya. Di antara berbagai kemungkinan posisi silinder proyeksi, kita akan mempertimbangkan dua yang berasal, setelah pembangunan di pesawat, dua sistem kartografi yang paling digunakan: langsung proyeksi silinder dan yang terbalik.

2.5.3.1 Proyeksi Silinder Langsung

Proyeksi silinder adalah bersinggungan dengan khatulistiwa dan memiliki sumbu bertepatan dengan ellipsoid terestrial sumbu lebih kecil. Meridian dan grid paralel (graticule) mentransformasikan dirinya, dari silinder yang, dalam serangkaian garis lurus ortogonal antara mereka. Proyeksi ini aphilatic atau 'tidak orthomorphic' di khatulistiwa Band; itu adalah conformal hanya untuk paralel dan meridian, deformasi kecil di dekat ekuator tapi mereka tumbuh mendekati kutub.

Proyeksi silinder langsung dapat dibuat konformal dan orthomorphic memperkenalkan analitis hubungan antara paralel pada ellipsoid dan paralel pada tabel; tetap proyeksi asal meridian berubah.

Grafik dimodifikasi diperoleh dengan cara ini, disebut Bagan dari Mercator (atau Mercator proyeksi), memiliki keuntungan menjadi penurut dan penyajian grid geografis berubah sebagai garis lurus orthogonal di antara mereka. Singkatnya, ini tampaknya menjadi sistem kartografi yang ideal untuk daerah khatulistiwa. untuk daerah di lintang berarti, permukaan silinder memotong ellipsoid dapat dianggap: tidak akan ada lagi tidak adanya deformasi pada khatulistiwa, tetapi akan ada pada duaparalel yang dipilih, pengurangan band antara dan ekspansi di zona eksternal.

Selain itu, Bagan Mercator memungkinkan navigasi menggunakan 'loxodrome atau jalur rhumb'. meskipun tidak mewakili jarak terpendek antara dua titik, yang merupakan geodesik atau orthodrome, yang loxodromes diikuti untuk jarak pendek, karena sudut rute dengan mudah dapat disamakandengan mean; untuk alasan ini, grafik tersebut dari biasanya digunakan untuk navigasi. 33

2.5.3.2 Proyeksi Silinder Transverse

M-13

Proyeksi silinder bersinggungan dengan meridian dengan sumbu ditempatkan di atas rencana khatulistiwa dan permukaan ellipsoid diproyeksikan di atasnya dari pusat ellipsoid itu sendiri. Deformasi tidak mengambil menempatkan pada meridian singgung; tetapi mereka meningkat dengan meningkatnya jarak dari itu. Meridian dan grid paralel (graticule) diubah menjadi jaring kurva yang berpotongan pada sudut yang sama.

Pengaruh deformasi dibatasi dengan mengurangi zona yang akan diproyeksikan, dicapai dengan membagi permukaan darat ke zona lebar terbatas (umumnya 15 ° bujur), dan dengan memproyeksikan mereka di atas silinder bersinggungan dengan meridian pusat mereka, sepanjang yang deformasi yang menghindari. Untuk mengurangi deformasi lanjut, persimpangan silinder, bukan garis singgung, dapat diperkenalkan. Dalam metode seperti itu, tidak adanya deformasi tidak terjadi pada meridian sentral, tapi pada dua garis berpotongan yang simetris untuk itu: di daerah tertutup antara garis-garis ini ada kontraksi, sementara di luar ini zona ada peningkatan ekspansi.

2.5.4 Representasi

The Gauss representasi, yang merupakan dasar untuk kartografi resmi banyak negara, 'analitis' mengubah grid geografis (gbr. 2.6), melalui persamaan yang sangat kompleks korelasi, dalam jaringan sangat mirip dengan yang diperoleh melalui proyeksi silinder terbalik, dengan pemberian diatasnya karakteristik dasar kesesuaian (selain yang umum untuk proyeksi: Rectilinearly antara gambar khatulistiwa dan meridian, dan equidistance sepanjang meridian).

Tidak adanya equidistance (kecuali untuk meridian sentral yang dipilih) melibatkan variasi skala pada kertas, dalam kaitannya dengan posisi dari elemen yang diukur. Deformasi meningkat dengan jarak dari meridian pusat dan khatulistiwa. Untuk mengurangi deformasi permukaan yang diwakili adalah hati-hati digambarkan; ellipsoid dibagi menjadi zona dengan meridian sentral (atau zona meridian) dipilih sebagai meridian referensi yang equidistance tercapai.

Melalui formula korespondensi atau persamaan Gauss, adalah mungkin untuk mendapatkan koordinat kartografi, dan karena itu pesawat, dari titik-titik yang telah ditetapkan pada ellipsoid (misalnya node dari geografis grid) pada XY representasi pesawat (atau NE), mengingat bahwa meridian berubah ditunjukkan oleh Sumbu X dan satu Y ditampilkan dalam arah sejajar dengan sumbu silinderproyeksi.

Di atas kertas, poin dengan absis atau ordinat yang sama berupa garis lurus bijaksana searah dengan sumbu. Menggambar ke chart pesawat beberapa dari garis lurus (yang sesuai ke integer jumlah kilometer), menciptakan jaringan kisi kotak, disebut 'garis'.

Dalam grafik modern, di seprai hanya grid akan ditampilkan, sedangkan grid geografis (graticule)ditampilkan hanya dengan jejak paralel dan meridian pada margin lembar.

Kehadiran grid memungkinkan operasi di bidang horisontal dalam seluruh zona, dengan satu-satunya kebutuhan untuk koreksi yang jarak dihitung melalui koordinat dengan bantuan deformasi linear koefisien. Karena kurva berubah dari geodesi bukanlah koreksi segmen garis lurus ke sudut (melalui'pengurangan chord') harus diperkenalkan.

Sistem kartografi berdasarkan representasi Gauss diakui secara internasional sebagai 'Universal 34Transversal Mercator Proyeksi 'atau' UTM 'karena analogi dengan proyeksi terbalik silinder diperoleh dari proyeksi silinder langsung (Mercator).

2.5.5 Proyeksi UTM

M-13

Universal Transverse Mercator (UTM) koordinat yang digunakan dalam survei dan pemetaan ketika ukuran proyek meluas melalui beberapa zona pesawat wilayah atau proyeksi dan juga digunakan oleh NATO Tentara, Angkatan Udara dan angkatan laut untuk pemetaan, charting dan aplikasi geodesi. Perbedaan antara proyeksi UTM dan proyeksi TM dalam skala di meridian sentral, asal, dan satuan representasi:

a. Skala ini 0,9996 pada meridian tengah proyeksi UTM;b. The northing koordinasi (NUTM) memiliki asal nol pada khatulistiwa di Utara Belahan

hingga lintang Eighty Four derajat utara (84 ° N);c. The southing koordinasi (SUTM) memiliki asal sepuluh juta meter (10.000.000 m) di Belahan

bumi selatan sampai garis lintang delapan puluh derajat selatan (80 ° S) .;d. The easting koordinasi (EUTM) memiliki asal lima ratus ribu meter (500.000 m) di meridian

pusat.e. Sistem UTM dibagi menjadi enam puluh (60) zona longitudinal. Setiap zona enam (6 °)

derajat lebar memperpanjang tiga (3 °) derajat di setiap sisi meridian sentral.

3. Metode Kontrol Horizontal

3.1 Pengantar

Di bidang hidrografi, survei topografi, didirikan untuk membingkai geografis wilayah pesisir atau untuk membuat tanda lahan untuk survei hidrografi, dilakukan sejak sebelumnya didirikan stasiun topografi dengan koordinat yang telah ditentukan oleh operasi survei geodetik. Titik-titik tersebut dan jaringan penghubung, disebut kontrol utama, menghasilkan geodetik diadopsi sistem referensi (Datum).

Penentuan horisontal mereka dapat diperoleh dengan:

a. metode klasik survei (pengamatan astronomi dan pengukuran sudut dan jarak);b. metode campuran survei;c. metode fotogrametri survei.

Dua metode pertama mencapai jaringan kontrol dasar, primer atau tatanan rendah, melalui triangulasi, trilateration dan operasi melintasi. Setelah itu, dari titik-titik kontrol primer, kontrol dapat diperpanjang sesuai kebutuhan untuk survei tertentu kebutuhan dengan pengukuran lebih lanjut sudut dan jarak.

Perkembangan teknologi satelit telah memungkinkan penentuan kedua stasiun dari jaringan kontrol dasar primer dan titik-titik jaringan kontrol sekunder yang akan diperoleh tanpa Koneksi geometris antara mereka, sampai tingkat survei topografi dari situs tertentu.

b. Peta dengan area yang dipertahankan (equivalent atau sebanding dengan area peta) : 35kondisi ini bisa dicapai hingga melebihi keseluruhan kertas. Ini berarti hubungan dipertahankan antara sebuat area terukur pada peta dan area terukur pada referensi

M-13

permukaan. Deformasi linear dan angular (sudut) telah diperkenalkan, bagaimanapun, dimana membuat alterasi dari bentuk.

c. Peta dimana sudutnya dipertahankan (peta conform) : peta ini juga bisa dicapai melebihi keseluruhan kertas. Ini berarti bahwa sudut terukut diantara 2 geodetics yang ditransformasi diatas kertas sebanding dengan sudut diantara 2 arah yang berkoresponden diatas referensi permukaan (ellipsoid atau sphere).

d. Peta didalam skala ini adalah sama untuk semua arah pada setiap titik (peta ortomophic) : sudut mengelilingi sebuah titik yang dipertahankan dan bentuk kecil tidak terdistorsi melebihi keseluruhan kertas.

Ketiga indeks mengijinkan evaluasi dari deformasi entitas dan oleh karena itu untuk menghitung hubungan koreksi. Mereka memasukkan bentuk linear, superficial dan angular deformasi dan mereka secara berturut – turut diberikan dari :

Dimana dl’, dS’ & α menjadi element geometric terhadap kertas dan dengan dl, dS & α elemen yang berkorespondensi untuk ellipsoid (α’- α adalah sudut oleh element ds yang dimana harus merotasi untuk mendapatkan ds’). Linear dan superficial elemen harus sangat kecil untuk dapat diidentifikasi dengan cepat ukuran dari deformasi.

Pilihan dari sistem kartografi bergantung pada tujuan dimana peta itu sedang dibuat. Jika peta itu digunakan untuk navigasi, peta itu harus conform. Sudut pada kertas (misal, sudut diantara jalur yang ditandai diatas kertas dan meridian) akan di replikasi, tanpa variasi, arah dari sudut vector.

Prosedur melalui dimana hubungan ditetapkan diantara titik titik pada ellipsoid dan titik pada bidang kartografi dapat menjadi :

a. Geometrik : dimana berasal dari menetapkan hubungan proyeksi diantaranya melalui konstruksi geometric yang pantas, diikuti oleh proses analytical relative ( Trigonometrik pada umumnya ).

b. Analytical : berasal dari menetapkan hubungan analytical non proyeksi diantara titik – titik. Ini penting untuk menulis sebuah sistem persamaan dimana menghubungkan koordinat geografis dari setiap titik yang berbeda pada ellipsoid ke bidang koordinat orthogonal pada sheet yang dituju ke sistem sumbu axes.

Metode pertaman dari konstruksi peta dinamakan proyeksi , kedua ‘representasi’. 2 metode ini tidak cocokm setiap sistem dapat diartikulasikan melalui persamaan dan sistem proyeksi yang mendekati dapat mengkorespon untuk setiap sistem analytical, walaupun mereka terkadang hanya mendekati.

Pada kartografi modern lebih disukai untuk membangun peta melalui ‘representasi’. 36

Sistem campuran ada pada saat dimana elemen dari jaringan yang ditransformasikan dengan satu sistem dan lain elemen dengan yang lainnya. Sistem sepertin ini memasukkan proyeksi ataumemodifikasi representasi, mereka biasanya digunakan dalam konstruksi peta tergantunga pada

M-13

karakteristik mereka berunding pada akhir produk, dimana tidak mungkin dibuat dalam proyeksi atau representasi yang murni.

2.5 Proyeksi

2.5.1 Perspektif (atau geometric) proyeksi

Untuk membuat kembali sebuah penentu ellipsoid section pada peta, penting untuk mempelajari pusat dari area dan untuk menemukan bidang tangen ke ellipsoid pada titik tersebut. Ini kemudian memungkinkan untuk memproyeksikan bentuk geometric ellipsoid pada bidang tersebut dari pusat proyeksi yang cocok.

Bergantung pada posisi yang ditentukan untuk titik proyeksi, bermacam macam transformasi bisa dibuat, dengan tiap karakteristik tersendiri.

Pusat proyeksi dapat diset :

a. pada pusat ellipsoid ( pusat grafik atau proyeksi azimuthal) : Peta dibuat dengan sistem ini sangat berguna untuk navigasi, karena transformasi pada busur dari lengkungan maksimum pada satu lokal sphere membuat segmen dari garis lurus pada bidang dari proyeksi.

b. Dalam hubungan pada poin secara diameter berlawanan dengan zona yang direpresentasikan ( proyeksi stereografik ) : ini adalah satu satunya proyeksi perspektif konfor, dan ini pada umumnya digunakan untuk zona polar kartografi.

c. pada perpanjangan diameter, tapi ellipsoid terluar ( proyeksi scenografik ).

d. Selalu pada diameter yang sama tapi pada jarak yang infinite ( proyeksi orthografik ).

2.5.2 Proyeksi Kerucut

Proyeksi kerucut terkandung dalam posisi permukaan kerucut menurut porsi dari ellipsoid untuk dimana kertas harus dibuat dan memproyeksikan ellipsoid pada permukaan kerucut dari pusat ellipsoid. Sesudah itu, permukaan kerucut akan berubah menjadi sebuah bidang dan peta yang dibuat tidak akan dideformasikan sepanjang garis tangen; dilain tempat ini aphilatic atau tidak orthomophic. Kasus yang paling sering terjadi ialah direpresentasikan oleh proyeksi kerucut langsung, dimana untuk membuatnya menjadi conform, Lambert telah memelihara prinsip proyeksi yang tak berubah untuk mengtrack meridian tapi dia telah mengganti sistem analytical representasi untuk metode proyeksi tracing parallel. Ini adalah proyeksi ortomophic yang dimodifikasi.

2.5.3 Proyeksi Silinder

Proyeksi silinder didapatkan dengan cara mengambil permukaan silinder, disiapkan dengan beragam, tangen ke ellipsoid dan proyeksi diatasnya titik menjadi milik ellipsoid dari pusatnya.

Diantara berbagai kemungkinandari posisi untuk proyeksi silinder, kita akan mempertimbangkan dua dimana awal, setelah pengembangan pada bidang, dua sistem kertografi paling banyak digunakan:Proyeksi silinder direct dan inversi satunya.

37

2.5.3.1 proyeksi silinder Direct

Proyeksi silinder adalah bersinggungan dengan khatulistiwa dan memiliki sumbu bertepatan dengan ellipsoid terestrial sumbu lebih kecil. Meridian dan grid paralel (graticule) mentransformasikan

M-13

dirinya, dari silinder yang, dalam serangkaian garis lurus ortogonal antara mereka. Proyeksi ini aphilatic atau 'tidak orthomorphic' di khatulistiwa Band; itu adalah conformal hanya untuk paralel dan meridian, deformasi kecil di dekat ekuator tapi mereka tumbuh mendekati kutub.

Proyeksi silinder langsung dapat dibuat konformal dan orthomorphic memperkenalkan analitis hubungan antara paralel pada ellipsoid dan paralel pada tabel; tetap proyeksi asal meridian berubah.

Peta dimodifikasi diperoleh dengan cara ini, disebut Bagan dari Mercator (atau Mercator proyeksi), memiliki keuntungan menjadi penurut dan penyajian grid geografis berubah sebagai garis lurus orthogonal di antara mereka. Singkatnya, ini tampaknya menjadi sistem kartografi yang ideal untuk daerah khatulistiwa. untuk daerah di lintang berarti, permukaan silinder memotong ellipsoid dapat dianggap: tidak akan ada lagi tidak adanya deformasi pada khatulistiwa, tetapi akan ada pada dua paralel yang dipilih, pengurangan band antara dan ekspansi di zona eksternal.

Selain itu, Bagan Mercator memungkinkan navigasi menggunakan 'loxodrome atau jalur rhumb'. meskipun tidak mewakili jarak terpendek antara dua titik, yang merupakan geodesik atau orthodrome, yang loxodromes diikuti untuk jarak pendek, karena sudut rute dengan mudah dapat disamakan dengan mean, untuk alasan ini, grafik tersebut dari biasanya digunakan untuk navigasi.

2.5.3.2 Proyeksi silinder transversal

Proyeksi silinder bersinggungan dengan meridian dengan sumbu ditempatkan di atas rencana khatulistiwa dan permukaan ellipsoid diproyeksikan di atasnya dari pusat ellipsoid itu sendiri. Deformasi tidak mengambil menempatkan pada meridian singgung; tetapi mereka meningkat dengan meningkatnya jarak dari itu.

Meridian dan grid paralel (graticule) diubah intoa bersih kurva yang berpotongan pada sudut yang sama. Pengaruh deformasi dibatasi dengan mengurangi zona yang akan diproyeksikan, dicapai dengan membagi permukaan darat ke zona lebar terbatas (umumnya 15 ° bujur), dan dengan memproyeksikan mereka di atas silinder bersinggungan dengan meridian pusat mereka, sepanjang yang deformasi yang menghindari. Untuk mengurangi deformasi lanjut, persimpangan silinder, bukan garis singgung, dapat diperkenalkan. Dalam metode seperti itu, tidak adanya deformasi tidak terjadi pada meridian sentral, tapi pada dua garis berpotongan yang simetris untuk itu: di daerah tertutup antara garis-garis ini ada kontraksi, sementara di luar ini zona ada peningkatan ekspansi.

2.5.4 Representasi

Gauss representasi, yang merupakan dasar untuk kartografi resmi banyak negara, 'analitis' mengubah grid geografis (gbr. 2.6), melalui persamaan yang sangat kompleks korelasi, dalam jaringan sangat mirip dengan yang diperoleh melalui proyeksi silinder terbalik, dengan pemberian di atasnya karakteristik dasar kesesuaian (selain tothose umum untuk proyeksi: Rectilinearly antara gambar khatulistiwa dan meridian, dan equidistance sepanjang meridian).

Tidak adanya equidistance (kecuali untuk meridian sentral yang dipilih) melibatkan variasi skala pada 38

kertas, dalam kaitannya dengan posisi dari elemen yang diukur. Deformasi meningkat dengan jarak dari meridian pusat dan khatulistiwa. Untuk mengurangi deformasi permukaan yang diwakili adalah

M-13

hati-hati digambarkan; ellipsoid dibagi menjadi zona dengan meridian sentral (atau zona meridian)dipilih sebagai meridian referensi yang equidistance nya tercapai.

Melalui formula korespondensi atau persamaan Gauss, adalah mungkin untuk mendapatkan koordinat kartografi, dan karena itu pesawat, dari titik-titik yang telah ditetapkan pada ellipsoid (misalnya node dari geografis grid) pada XY representasi pesawat (atau NE), mengingat bahwa meridian berubah ditunjukkan oleh sumbu X dan satu Y ditampilkan dalam arah sejajar dengan sumbu silinder proyeksi.

Gambar 2.6 Geografis Grid

Di atas kertas, poin dengan absis atau ordinat yang sama berupa garis lurus bijaksana searah dengan sumbu. Menggambar ke bidang grafik beberapa dari garis lurus (yang sesuai ke integer jumlah kilometer), menciptakan jaringan kisi kotak, disebut 'garis'.

Dalam grafik modern, di seprai hanya grid akan ditampilkan, sedangkan grid geografis (graticule)hanya ditampilkan dengan jejak paralel dan meridian pada margin lembar.

Kehadiran grid memungkinkan operasi di bidang horisontal dalam seluruh zona, dengan satu-satunya kebutuhan untuk koreksi menjadi jarak dihitung melalui koordinat dengan bantuan koefisien deformasi linear. Karena kurva berubah dari geodesi bukanlah koreksi segmen garis lurus ke sudut (melalui 'pengurangan chord') harus diperkenalkan.

Sistem kartografi berdasarkan representasi Gauss diakui secara internasional sebagai 'Universal Transversal Mercator Proyeksi' atau 'UTM' karena analogi dengan kebalikan proyeksi silinder diperoleh dari proyeksi silinder langsung (Mercator).

39

Gambar 2.8

M-13

Panjang dasar triangulasi utama adalah sekitar sepuluh kilometer, dan oleh karena itu, pengukuran sudut membutuhkan perhatian khusus; perlu untuk menggunakan bacaan theodolites untuk satu atau dua sepersepuluh sexagesimal kedua, tujuannya untuk mendapatkan iterasi yang sesuai, pengukuran arah dengan akar rata-rata kesalahan tidak lebih dari sepersepuluh detik.

Untuk mencapai pengukuran dalam toleransi ini, sangat penting harus terletak pada target, yang perlu struktur mencolok besar dan pewarnaan yang sesuai. Diurnal atau malam waktu target terang benderang dapat digunakan; yang diurnal diproduksi oleh heliostats (atau Heliotropes) dan pada malam hari oleh proyektor. Keduanya harus memungkinkan penyesuaian kolimasi dihapus dari kesalahan fasa dan oleh karena itu memerlukan kehadiran operator pada titik yang akan dikolimasi.

Oleh karena itu dalam setiap segitiga, setelah diukur ketiga sudut, ketepatan setiap pengukuran perlu dicek; untuk menghitung kesalahan oleh penutup sudut (atau kesalahan penutupan sudut) dari setiap segitiga, memastikan bahwa hasilnya kurang dari toleransi :

(2.5)

3.2.1.3 Perhitungan dan kompensasi

Setelah selesai memastikan toleransi, segitiga pertama ABC (dalam gambar. 2.8) dapat diselesaikan, mengetahui dasar dan tiga sudut menentukan dua lainnya secara umum melalui penerapan Aturan sinus:

(2.6)

(2.7)

Kita sekarang dapat menyelesaikan segitiga kedua ABD, setelah ditentukan dasarnya, selalu menerapkan aturan sinus dan sebagainya.

Jika ada lebih dari satu dasar yang diukur, perlu untuk menggunakan metode yang ketelitian untuk melakukan penyesuaian kompensasi. Metode yang paling sering digunakan adalah pengamatan langsung:

Banyak penentuan (lebih dari kelimpahan pengukuran) dari kerangka memungkinkan kompensasi perhitungan penyesuaian yang dilakukan dengan pendekatan kuadrat terkecil.

Kemudian, misalnya, mengambil segitiga ABD (gbr. 2,9), nilai-nilai yang tidak diketahui yang dihasilkan oleh sebagian besar nilai-nilai kemungkinan koordinat horizontal titik A, B, D (terdaftar dengan XA, XB, XD, YA, YB, YD,). Koordinat tersebut dinyatakan sebagai jumlah dari nilai perkiraan awal dan koreksi relatif untuk menghasilkan nilai akhir lebih mungkin dihasilkan denganmenggunakan prinsip kuadrat terkecil. 40

Setelah pengukuran sudut disesuaikan, operasi yang membutuhkan penyelesaian adalah:

M-13

41

a. Perumusan persamaan pembangkit untuk setiap pengukuran dilakukan. terutama kami memaksakan kondisi bahwa sudut (yaitu α2), harus sama dengan perbedaan dari dua sudut arah diukur pada dasar AD dan di dasar AB:

dari mana :

Gambar 2.9

(2.8)

(2.9)

Sistem menghasilkan persamaan merupakan tugas yang mustahil karena jumlah persamaan (satu untuk setiap pengukuran) lebih besar dari jumlah yang tidak diketahui (pengaruh metode penentuan lebih).

Yang tidak diketahui yang terkandung dalam sudut diukur dari arah, mereka dapat dinyatakan dalam cara sebagai berikut:

(2.10)

(2.11)

Mengembangkan dalam seri Taylor, fungsi 'arctg' dari dua bervariasi Xi dan Yi (f [Xi, Yi]) untuk titikyang koordinat Xi ° dan Yi ° mewakili awal perkiraan koordinat dari titik-titik segitiga, seluruh selisih xi dan yi dari titik-titik ini merupakan koreksi yang akan diterapkan untuk menghitung nilai akhir disesuaikan (nilai lebih mungkin).

Untuk tujuan ini, perkembangan istilah seri yang lebih besar dari tingkat pertama adalah dianggap diabaikan dan diabaikan:

(2.12)

b. Perumusan sistem persamaan yang dihasilkan, memaksakan adanya pengamatan yang residual (vi) yang dihasilkan dari adanya kesalahan disengaja yang tak terelakkan dalampengukuran; persamaan yang dihasilkan dari jenis :

(2.13)M-13

Sistem seperti hasil menjadi aljabar tak tentu karena jumlah persamaan sekarang kurang dari jumlah yang tidak diketahui (setelah dimasukkan residual pengamatan).

c. Perumusan sistem persamaan normal yang tidak diketahui, koreksi xi dan yi diperkenalkan dalam gambar (2.12), menghasilkan kondisi bahwa jumlah dari kuadrat residual pengamatan, vi, menjadi minimum. Pada titik ini sistem ini aljabar ditentukan dengan jumlah persamaan sama dengan jumlah yang tidak diketahui; itu akan memungkinkan pembentukan nilai-nilai yang disesuaikan dari koordinat horizontal titik-titik triangulasi.

3.2.2 Trilaterasi

3.2.2.1 Prinsip dan spesifikasi

Metode survei ini mirip dengan triangulasi, sebagai koordinat sejumlah titik yang dihitung dengan menghubungkan titik-titik untuk membentuk kerangka segitiga dengan sisi yang sama, tapi di mana pengukuran utama adalah jarak, tidak sudut.

Dengan munculnya Electronic Distance Measuring (EDM) dan peralatan pengukur jarak Electro- optik, trilaterasi memiliki aplikasi yang luas dan benar-benar dapat menggantikan triangulasi; namun dua metode biasanya dapat digunakan bersama sehingga menimbulkan kerangka campuran.

Sementara di triangulasi pengembangan dikontrol elemen (segitiga) dapat dicapai dengan mengukur tiga sudut untuk setiap segitiga (kontrol dapat langsung melalui jumlah dari tiga sudut), di kontrol trilaterasi harus dicapai dengan memeriksa segitiga yang berdekatan, setelah menghitung sudut dalam sesuai aturan sudut.

Adapun triangulasi, untuk kerangka primer, penciptaan titik awal selalu diperlukan dan sebuah azimuth dengan teknik astronomi untuk kontrol orientasi.

3.2.2.2 Sudut dan pengukuran jarak

Dibandingkan dengan triangulasi, yang dapat dilakukan oleh satu operator dengan tidak ada persyaratan untuk target untuk ditempati kecuali bila menggunakan helioscopes atau pengaturan pencahayaan lainnya, trilateration selalu membutuhkan pendudukan target dengan prisma atau bentuk lain dari reflektor. Kerugian ini adalah seimbang dengan keuntungan untuk dapat beroperasi dalam kondisi yang kurang sempurna dari visibilitas, yang memungkinkan lebih banyak fleksibilitas dalam perencanaan dan mengurangi waktu kerja.


Dengan menggunakan teknik pengamatan langsung, perhitungan kompensasi mengikuti prosedur yang sama itu terkait dengan triangulations. Persamaan Membangkitkan dirumuskan dalam hubungan dengan pengukuran dari sisi dan untuk memenuhi kondisi yang diberikan, berdasarkan Pitagora teorema, dengan koordinat poin di ekstrim dari sisi diukur.

42Mengambil segitiga di ara. 2.9, persamaan yang berkaitan dengan diukur sisi AD akan

(2.14)

M-13

Adapun triangulations, berkembang (2.14) di seri Taylor, perkiraan nilai koordinat untuk titik A dan D (XD ° , XA ° , YD ° , YA °), Dan hanya mempertimbangkan persyaratan derajat pertama seperti pengembangan, penjelasan diatas dapat menghasilkan :

(2.15)

dimana penambahan (xD - xA) dan (yD - yA) merupakan koreksi untuk diterapkan pada awal perkiraan nilai-nilai koordinat, dalam orde menciptakan nilai-nilai yang paling mungkin disesuaikan.

Pengenalan residual pengamatan dan penerapan prinsip-prinsip kuadrat terkecil memperbolehkan penulisan sistem aljabar ditentukan persamaan normal untuk mengetahui xi dan yi.

3.3 Metode Campuran

Kombinasi sudut, triangulasi, dan jarak, trilateration, pengukuran memerlukan perhatian karena bobot yang berbeda untuk dua metode pengukuran. Bobot setiap pengamatan berbanding terbalik sebanding dengan varians (μ) dari pengukuran.

Dengan demikian, asumsi kesalahan rata-rata dalam pengukuran sudut ± 1 '' (setara dengan 4,9 · 10-6 radian) dan rata-rata kesalahan relatif di jarak 10-5 m, perhitungan bobot (berlaku untuk Pα dan Pd) menekankan bahwa :

(2.16)

(2.17)

yang menunjukkan bahwa pengukuran sudut memiliki bobot lebih rendah 25 kali dengan jarak.

Jadi, misalnya, untuk menggabungkan persamaan pengamatan, di mana residual memiliki presisi yang sama dari pengukuran terkait, yang dihasilkan dari pengukuran jarak dan sudut, itu akan memerlukan sudut, istilah persamaan harus dikalikan dengan 100

3.3.1 Traverse

3.3.1.1 Prinsip dan spesifikasi

Survei garis poligon sering digunakan dalam topografi saat melakukan survei lebih spesifik atas daerah yang luas atau di mana garis dari pandangan kabur. Survei ini dilakukan dengan menentukan koordinat berbagai titik, terhubung untuk membentuk kerangka poligon. Dengan pengecualian untuk pertama dan poin terakhir, stasiun di sebuah garis poligon harus dapat diakses dan umumnya setiapstasiun terlihat dari keduanya, tanda untuk pengukuran sudut dan jarak.

Apakah poin pertama dan terakhir dari bertepatan kerangka poligonal atau tidak, garis poligon dapat 43baik tertutup atau terbuka. Apakah mutlak koordinat beberapa stasiun diketahui atau tidak, itu dapat berupa berorientasi atau tidak oriented.

M-13

Dalam model topografi tua, triangulasi adalah satu-satunya teknik yang tersedia untuk menciptakan kerangka di wilayah yang luas. Garis poligon yang disediakan untuk menghubungkan titik-titik dari urutan terendah dalam survei detil. Jika wilayah sangat kecil, kerangka kecil untuk garis poligon tertutup yang disurvei; tetapi jika daerah besar dan grafik harus berada pada skala besar dalam stasiun yang diketahui terdekat, garis poligon menghubungkan titik-titik triangulasi dan itu dikatakan terbuka. Sekarang penggunaan EDM atau EODM memungkinkan survei garis poligon lebih luas dan pemrograman survei dengan lebih garis poligon akurat, yang secara langsung dapat terhubung ke tempat triangulasi primer nasional, benar-benar menggantikan triangulasi orde rendah.

Sebuah cacat yang signifikan dengan garis poligon adalah dalam peningkatan progresif kesalahan ke arah kemajuan, kesalahan tersebut adalah jumlah aljabar dari semua kesalahan yang dibuat dalam pengukuran sudut dan jarak dari setiap tanda, yang dikenal sebagai propagasi kesalahan.

3.3.1.2 Base dan sudut pengukuran

Dalam hubungan dengan pengukuran, yang harus ada setidaknya satu jarak yang diketahui, garis poligon dapat:

a. Iso-ditentukan: jumlah pengukuran sama dengan jumlah yang tidak diketahui (koordinat stasiun). Jika 'n' adalah jumlah tanda, jumlah pengukuran yang diperlukan sama dengan (2n -3);

b. Over-ditentukan: jumlah pengukuran berlebihan dibandingkan dengan mereka yang diperlukan, sehingga ada kemungkinan untuk mempengaruhi kontrol kesalahan disengaja, untuk menyesuaikan itu dan hasilnya untuk mendapatkan evaluasi ketepatan hasil akhir. Selain itu, mengingat lebih rendah jumlah kemungkinan pengukuran berlebihan, tingkat lebih penentuan dapat di kebanyakan 3; metode empiris diterapkan untuk penyesuaian garis poligon daripada keteletian.


Hal ini dimengerti bahwa sudut horisontal yang dihubungkan dengan titik-titik adalah yang dibuat dengan membuat rotasi searah jarum jam dari arah sebelumnya menuju ke arah muka. Perhitungan sudut pada titik di bidang traverse harus teliti; mengetahui sudut dari arah dapat memungkinkan untuk menghitung perbedaan antara depan dan sudut belakang, jika perbedaan tersebut negatif maka perlu untuk menambahkan 360 °.

Hal ini disebut 'aturan transportasi'; arah pada suatu titik Ai diberikan oleh jumlah arah di sebelumnya titik Ai-1 dan sudut ke titik Ai, sudut diukur antara kedua belah pihak; jika perlu 360 ° ditambahkan ke atau dikuorden dari hasil untuk memberikan arah antara 0 ° dan 360 °.

3.3.2 Tidak Berorientasi Pada Polygon Terbuka (iso ditentukan)

Referensi gambar 10, perhitungan yang untuk dikembangkan adalah:

44

M-13

Gambar 2.10

a. Perhitungan sudut arah sisi melalui aturan transportasi, mengingat bahwa sudut arah awal (AB) diperoleh dari pembuatan sistem referensi lokal (dengan arah sumbu x di AB sisi pertama dan y-sumbu ortogonal untuk itu). Misalnya sudut arah (BC) itu adalah :

(2.18)

b. Perhitungan awal koordinat, setelah didefinisikan sebagai sistem referensi parsial yang berpusat pada titik sebelumnya dengan yang diamati, dengan sumbu (ditunjukkan pada gambar dengan x' y', x'’ y'' ) sejajar dengan mereka yang awalnya digambarkan. Misalnya,koordinat titik C di dibandingkan dengan titik B adalah:

(2.19)

(2.20)

c. Perhitungan koordinat akhir dibandingkan dengan sistem referensi lokal pertama yang berpusat pada titik A, yang memiliki koordinat XA = 0 dan YA = 0 di koordinat final titik B adalah:

dan seterusnya untuk hal-hal berikut.

Hal ini penting untuk mengerti bahwa memiliki jumlah pengukuran (sudut αA αB dan jarak AB, BC,CD) sama jumlahnya dengan struktur yang tidak diketahui (XB XCYCXDYD akhir koordinat) adalahditentukan iso- dan oleh karena itu tidak mungkin untuk melakukan penyesuaian atau untuk menilai 45ketepatan hasil akhir.

M-13

3.3.3 Orientasi poligon terbuka

Referensi gambar. 2.11, unsur masalahnya adalah koordinat absolut dari stasiun pertama dan terakhir yang melintasi, A dan D, relatif terhadap sistem referensi eksternal (seperti Datum lokal nasional) dan koordinat, selalu dalam kaitannya dengan sistem referensi yang sama, poin eksternal, P dan Q, yang berfungsi untuk menciptakan hyper-penentuan jaringan. Pengukuran (sudut αA αB αC αD dan jarak AB, BC, CD) lebih terkait dengan yang tidak diketahui diwakili oleh koordinat mutlak poin perantara (XB YB XC YC), untuk setiap pengukuran tambahan akan ada persamaan penyesuaian yang dibuat.

Perhitungannya dikembangkan menjadi :

a. Perhitungan sudut arah, sering dikenal sebagai azimuths, disesuaikan dengan aturan transportasi, mulai dari sudut pertama arah (PA) sudah disesuaikan dan dihitung:

Misalnya, sudut disesuaikan arah untuk DQ sisi (sama dengan (DQ) ') adalah:

b. Perumusan pertama memanfaatkan persamaan penyesuaian kesempatan untuk menghitung sudut disesuaikan final arah (DQ) :

Kondisi, yang akan dikenakan pada saat ini, adalah kesetaraan di antara nilai yang dihitung sudah disesuaikan (2.24) dan disesuaikan dalam (2.23). Persamaan ini :

Dengan adanya presence , tidak dapat dihindari kesalahan dalam pengukuran sudut αA, αB, αC, αD, yang hadir dalam perhitungan (DQ) ', (2.25) tidak akan pernah puas karena adanyaresidu disebut' kesalahan sudut menutup 'dan disebut Δα. The (2.25) kemudian menjadi:

46

Ingat bahwa Δα harus lebih kecil dari toleransi sudut yang diberikan untuk proyek tersebut.

c. Perhitungan persamaan perataan sudut :

M-13

diberikan uα, di mana u merupakan 'kesalahan kesatuan penutup' sama dengan hubunganantara kesalahan penutup sudut dan jumlah sudut yang tidak sesuai.

d. Perhitungan sebagian koordinat, setelah ditetapkan sistem referensi parsial yang berpusat pada titik-titik dan dengan sumbu sejajar dengan titik-titik dari sistem absolut di awal. Misalnya koordinat titik B relatif terhadap A adalah:

e. Perumusan persamaan kedua dan ketiga dengan memberlakukan kondisi bahwa jumlah semua parsial koordinat sama dengan perbedaan antara koordinat absolut yang terakhir dan poin pertama. Ada dua persamaan karena salah satu berkaitan dengan abscissas dan yang lainuntuk koordinat

Demikian juga dalam kasus sudut, persamaan tidak akan pernah benar, karena , ada residu yang disebut 'kesalahan linier penutup absis' dan 'kesalahan linier penutup ordinat', sama dengan:

ΔL didefinisikan sebagai :

Ax dan Δy harus sedemikian rupa sehingga ΔL tidak lebih besar dari toleransi linear yangdiberikan.

f. Perhitungan perataan koordinat secara parsial :

47

M-13

dimana ux dan uy mewakili nilai-nilai kesalahan linear kesatuan penutup dan sama dengan hubungan antara kesalahan penutup linear, terkait dengan absis dan ordinat dan jumlah koordinat terbagi dalam cara seragam.

g. Perhitungan total koordinat (absolut) dari titik-titik perantara yang tidak diketahui (B dan C) berangkat dari nilai-nilai yang diketahui dari awal titik A dan menambahkan nilai-nilai berikut parsial koordinat.

3.3.4 Poligon Tertutup Tanpa Orientasi

Referensi gambar. 2.12, unsur yang bermasalah diwakili oleh koordinat stasiun A, di mana asal-usul referensi lokal sistem Cartesian telah diselesaikan dengan sumbu x dalam arah pertama diukur sisi AB, dan dari ordinat, sama dengan 0 dalam sistem Cartesian lokal yang sama, dari posisi B. kedua sepuluh elemen diukur adalah semua bagian dalam sudut dan sisi poligon, sedangkan tujuh titik diketahui (XB XC XD YC YD XE YE) menentukan penentuan hiper dari kemungkinan Orde maksimum 3.

Perhitungan ini memiliki tahap-tahap berikut:

a. kontrol dan penyesuaian sudut, menerapkan bahwa jumlah sudut yang diukur disesuaikan sama dengan jumlah dari bagian dalam sudut poligon dengan 'n' sisi ((n-2) 180 °). Karena kesalahan tidak disengaja yang tak terelakkan, residual pengamatan berikut (kesalahanpenutupan sudut Δα) yang dihasilkan:

48

sedemikian rupa sehingga hasilnya lebih kecil dari toleransi fixed. kesalahan peutup 'uα'(sama dengan kesalahan penutupsudut dibagi dengan jumlah sudut diukur) harus seragam dibagi antara semua sudut diukur.

M-13

dan seterusnya. Sudut yang dihitung sekarang disesuaikan.

b. perhitungan arah sudut (dibandingkan dengan arah sistem sumbu y lokal) menggunakan aturan transportasi

c. Perhitungan parsial koordinat yang telah disesuaikand. kontrol dan nilai toleransi , diterappkan bahwa jumlah dari semua parsial absis adala nol

(begitu juga dengan ordinat). perhatikan dalam perhitungan koordinat yang tidak sesuai , kondisi ini tidak akan menghasilkan hasil yang memuaskan. akan terdapat residu Δx dan Δy (nilai kesalahan). nilai ΔL didefinisikan sebagai :

Ax dan Δy harus sedemikian rupa sehingga ΔL tidak lebih besar dari toleransi linear fix. Kesalahan kesatuan penutup yang akan dibagi antara abscissas parsial disesuaikan ux; itu sama dengan hubungan antara kesalahan penutup sisi abscissas dan jumlah koordinat yang dihitung. Sementara kesalahan kesatuan yang berkaitan dengan ordinat uy harus dihitung dengan membagi dengan jumlah koordinat di kurangi 1 karena koordinat titik B, dibandingkan dengan asal di A (yB (A)) , yang disesuaikan (tetap pada 0 karena pilihan axis), agar tidak mengubah orientasi lokal sistem Cartesian. Sekarang mungkin untuk melanjutkan dengan penyesuaian parsial koordinat, dengan mengurangi ux dan uy dari nilai-nilai abscissas dan koordinat disesuaikan, sebagaimana tercantum dalam (2.32), dengan satu-satunya pengecualian untuk nilai yB (A), yang tetap pada 0, sebagaimana telah dinyatakan.

e. perhitungan total koordinat dengan (2.21).

3.4 Metode fotogrametri

Fotogrametri adalah teknik untuk survei topografi luas tanah atau benda melalui penggunaan foto-foto yang diambil dari titik pandang yang berbeda. Konvensional Fotogrametri biasanya dibagi menjadidua kategori:

a. Terrestrial Fotogrametri, di mana foto-foto yang diambil dari titik di tanahb. Aerial Fotogrametri, di mana foto-foto yang diambil dari pesawat 49

Perbedaan tersebut tidak berhubungan dengan prosedur restitusi, yang pada prinsipnya sama, namun dengan metode dan prosedur yang digunakan untuk mendapatkan gambar.

M-13

Untuk memastikan restitusi topografi objek difoto perlu memiliki minimal dua gambar dari tempat tujuan yang diambil dari dua posisi yang berbeda. Jika posisi kamera diketahui, koordinat spasial dari tempat tujuan pada dua foto dapat dihitung dari dua garis lurus berpotongan gambar dengan pusat optik relatif. Ini adalah prinsip dasar dari fotogrametri dan itu adalah umum untuk semua teknik survei fotogrametri.

Selama survei fotogrametri ada tiga kuantitas, terhubung dengan cara yang berbeda di berbagai titik survei. Mereka adalah:

a. Tiga-dimensi koordinat (X, Y, Z) dari obyek difotob. The horisontal koordinat (x, y) dari gambar objek difoto di bidang filmc. Seluruh parameter orientasi, diperlukan untuk membentuk posisi kamera selama foto itu.

Pada saat pemaparan dua kelompok yang ditetapkan, meskipun mereka mungkin tidak numerik diketahui pada saat itu: koordinat objek difoto dan parameter orientasi, yaitu posisi dan karakteristik optik dari kamera. Dari pengetahuan tentang koordinat co nyata spasial dan horizontal koordinat pada film dari beberapa poin yang diketahui, parameter orientasi dapat dihitung. Akhirnya dalam fase restitusi, dengan parameter orientasi dihitung, adalah mungkin untuk menentukan koordinat semua titik yang diamati dengan menggunakan koordinat co horizontal pada Fotogram tersebut.

Salah satu aplikasi yang paling penting dari fotogrametri adalah dalam produksi kartografi pada skala variabel dari 1: 500 sampai 1: 50.000.

3.4.1 Aerophotogrammetry (Fotogrametri udara)

Hampir semua grafik dibuat oleh fotogrametri udara. Karena teknik ini adalah memungkinkan untuk menghasilkan grafik topografi daerah yang luas dalam waktu relatif singkat, bukan bertahun-tahun yang dibutuhkan untuk teknik tradisional.

Foto udara dapat diproduksi dengan cara yang berbeda, tergantung pada jenis grafik yang akan dibuat dan pada jenis kamera yang akan digunakan. Fotogrametri udara umumnya menggunakan kamera dengan foto-foto nadir (juga disebut nadir titik atau tempat bandul), yaitu dengan sumbu bertepatan optik dengan sumbu vertikal. Ini memiliki keuntungan dari memberikan fotogram dengan skala konstan jika tanah datar serta memungkinkan Fotogram pengamatan stereoskopik.

Bahkan jika sesuai diperbesar, fotogram udara tidak dapat digunakan sebagai peta wilayah difoto. The foto udara adalah perspektif pusat, sedangkan peta yang diproduksi dengan proyeksi ortogonal tanah pada permukaan referensi. Karena perbedaan ini, segmen vertikal, yang akan diwakili oleh titik di peta, diwakili oleh segmen pada sebuah foto.

Perbedaan lain antara fotografi dan representasi kartografi ini disebabkan oleh fakta bahwa di Fotogram tersebut faktor skala itu hanya bisa didefinisikan dalam kasus ketika objek sempurna horisontal dan sumbu kamera ketat vertikal. Jika di daerah penelitian ada perbedaan ketinggian, skala Fotogram akan bervariasi dari titik ke titik dan hanya skala rata-rata dapat didefinisikan; pilihan skalarata-rata akan menentukan ketinggian penerbangan.

Untuk menjamin prinsip-prinsip dasar fotogrametri, setiap titik daerah survei telah diambil dalamfoto terpisah, sehingga dua fotogram yang berdekatan harus menghasilkan tumpang tindih 50% dari

50

panjang mereka. Untuk menghindari risiko bahwa beberapa daerah tidak akan memiliki tumpang tindih ini karena variasi kecepatan pesawat, yang 60-70% tumpang tindih biasanya diadopsi. Suksesi fotogram dalam arah memanjang disebut kontinu-strip. Umumnya, perlu untuk mengambil berbagai

M-13

terus-strip, yang kemudian ditempatkan transversally satu sama lain untuk mencapai tumpang tindih15-30% dari lebar Fotogram untuk mengkompensasi tak terelakkan pesawat melayang.

3.4.1.1 Restitusi Fotogrametri

Setelah menyelesaikan survei, dua fotogram dihasilkan mewakili dua titik yang berbeda, proyeksi perspektif objek. Pasangan Fotogram digunakan untuk pemulihan objek yang disurvei, baik melalui peralatan yang kompleks (instrumen merencanakan stereoscopic) atau stereoscope sederhana, yang memungkinkan pengamatan simultan objek melalui kemampuan optik teropong, yang memungkinkan setiap mata hanya untuk melihat satu foto.

Dengan fotogrametri stereoscopic survei tidak dilakukan di pesawat, seperti dengan metode tradisional yang memperoleh pengukuran dari kenyataan, tetapi dari model stereoskopik (atau stereomodel), diamati melalui sepasang foto, yang dimensi merekonstruksi dalam skala yang sesuai. Dalam metode tradisional, sejumlah poin yang disurvei, sedangkan di fotogrametri objek benar-benar disurvei dan kemudian koordinat dari tempat tujuan dapat ditentukan.

3.4.1.2 Restitusi Analog

Dalam restitusi analog model tanah dibangun oleh mekanik optik berarti, dari yang pengamatan kertas dapat ditarik. Untuk dapat melanjutkan ke restitusi perlu tahu, dengan presisi besar, parameter orientasi interior (atau orientasi dalam):

a. Focal length yang dikalibrasi dari lensa objektif kamerab. Koordinat pada Fotogram dari Kepala Sekolah titik dikalibrasi, yang merupakan jejak dari tegak

lurus dari pusat perspektif interior terhadap bidang foto itu (titik nodal dari tujuan). Bandara koordinat dihitung dalam sistem referensi interior Fotogram tersebut, ditetapkan oleh persimpangan pasang tanda indeks terukir pada titik-titik tengah dari sisi Fotogram tersebut.

Prosedur untuk ganti rugi analog terdiri dari merekonstruksi keadaan dua fotogram di paparan dengan kesamaan geometris antara dua konfigurasi. Para fotogram ditempatkan pada dua proyektor yang harus ditempatkan sedemikian rupa untuk menunjukkan orientasi interior setara dengan kamera terus menerus-strip udara. Kemudian parameter orientasi luar (atau orientasi luar) harus ditentukan, yang memungkinkan posisi spasial dari sepasang fotogram untuk diketahui dengan pasti dan model tanahatau benda difoto dapat diciptakan. Orientasi eksterior dibagi menjadi:

a. Relatif: mendefinisikan posisi Fotogram kedua dalam kaitannya dengan yang pertama. Enam parameter yang diperlukan, yaitu tiga koordinat relatif dari titik nodal kedua dalam kaitannya dengan mereka yang pertama dan dari rotasi. Perhitungan parameter ini menghasilkan enam pasang poin homolog, sementara secara manual menghilangkan paralaks transversal dari masing- masing. Dengan cara ini model stereoskopik didefinisikan, yang tidak ada informasi metrik dapat diambil karena orientasi mutlak dan skala yang tidak diketahui

b. Absolute: mendefinisikan posisi spasial dari Fotogram pertama dengan mengacu pada sistem tetap bumi melalui titik yang diketahui. Enam parameter lain diperlukan karena dalam ruang tubuh memiliki enam derajat kebebasan. Umumnya enam parameter ini adalah xv yv ZV koordinat co spasial titik nodal dan tiga φx φy τ rotasi sekitar tiga sumbu Cartesian melewati titikutama (gambar 2.13). 51

M-13

Adapun triangulasi, perkembangan dari persamaan (2.14) dalam seri Taylor, dalam sebuah

nilai pendekatan dari koordinat titik A dan D , dan hanya mempertimbangkan syarat pertama dari perkembangan tersebut, kemudian persamaan tersebut dapat dapat menjadi :

Dimana dalam peningkatan (XD-XA) dan (YD-YA) merepresentasikan nila koreksi yang diterapkan pada nilai pendekatan dari sebuah koordinat, dengan tujuan untuk enciptakan nilai nilai yang paling mungkin untuk disesuaikan.

Pengenalan residual pengamatan dan penerapan prinsip-prinsip kuadrat terkecil dapat digunakan penulisan sistem penentuan aljabar dari persamaan normal untuk diketahui xi dan yi.

3.3 Metode campuran

Kombinasi dari sudut, triangulasi, dan jarak, trilaterasi, pengukuran membutuhkan perhatian kusus untuk bobot yang berbeda untuk dua metode pengukuran. Bobot dalam setiap pengamatan berbanding terbalik terhadap variansi dari sebuah pengukuran.

Dengan demikian, asumsi dari kesalahan kuadrat terkecil dalam pengukuran sudut +/- 1”( sebanding dengan 4.9.10 -6 radian) dan nilai rata rata relative dari kesalahan pada jarak 10 -5 m, perhitungan bobot (berlaku untuk Pa dan Pd) menegaskan bahwa :

Hal diatas menunjukkan bahwa pengukuran sudut memiliki bobot lebih rendah 25 kali dari jarak.

Jadi, misalnya, untuk mengkombinasikan persamaan pengamatan, dimaa residualnya memiliki kesamaan presisi dari pengukuran terkait, yang dihasilkan dari pengukuran jarak dan sudut, akan memerlukan syarat persamaan sudut untuk dikalikan dengan 100.

3.3.1 Poligon

3.3.1.1 Prinsip dan Spesifikasi

Survei polygon sering digunakan pada saat melakukan survey topografi yang lebih spesifik pada area yang luas atau garis pandang yang terhalangi. Survei ini dilakukan dengan menentukan koordinat berbagai titik, terhubung untuk membentuk jaringan poligonal. Dengan pengecualian untuk pertama dan poin terakhir, stasiun pada polygon harus dapat diakses dan umumnya setiap stasiun terlihat darisatu stasiun ke stasiun yang lain, tanda untuk pengukuran sudut dan jarak.

Meskipun poin pertama dan terakhir dari jaringan polygon saling bertampalan atau tidak, poligondapat berberntuk tertutup atau terbuka. Apakah mutlak koordinat beberapa stasiun diketahui atau 52tidak, itu dapat berupa berorientasi atau tidak berorientasi.

Dalam model topografi lama, triangulasi adalah satu satunya teknik yang bisa digunakan untuk membentuk sebuah jaringan pont dari sebuah area yang luas. Poligon dapat digunakan untuk

M-13

menghubungkan titik dengan orde yang lebih rendah untuk survey yang lebih detail. Jika area survey terlalu kecil, polygon tertutup bisa digunakan pada area survey, tapi apabila areanya luas dan peta harus digambar dengan skala besar dengan stasiun terdekat yang diketahui, polygon dapat diikatkan dengan poin dari triangulasi dan hal ini bisa dikatakan sebagai polygon terbuka. Baru baru ini penggunaan dari EDM atau EODM memungkinkan untuk melakukan survey poligon berkilo kilo meter dengan polygon yang lebih akurat, yang secara langsung dapat terhubung ke tempat triangulasi primer nasional.

Sebuah kesalahan yang signifikan dari poligon adalah dalam peningkatan progresif kesalahan ke arah seluruh pengukuran, kesalahan tersebut adalah jumlah dari semua kesalahan aljabar yang dibuat dalam pengukuran sudut dan jarak dari setiap tanda, yang dikenal sebagai perambatan kesalahan.

3.3.1.2 Base dan pengukuran sudut

Dalam hubungannya pada pengukuran, yang setidaknya harus ada minimal satu jarak, polygon dapat berupa :

a. Iso-determined : jumlah pengukuran sama dengan jumlah yang tidak diketahui (koordinat stasiun). Jika 'n' adalah jumlah tanda, jumlah pengukuran yang diperlukan sama dengan (2n -3).

b. Over-determined : jumlah pengukuran berlebihan dibandingkan dengan yang diperlukan, sehingga ada kemungkinan untuk mempengaruhi kontrol dari kesalahan disengaja, untuk menyesuaikannya dapat dilakukan evaluasi ketepatan hasil akhir. Selain itu, mengingat lebih rendah jumlah kemungkinan pengukuran berlebihan, tingkat penentuan lebih dapat di kebanyakan 3; metode empiris diterapkan untuk penyesuaian polygon.


Telah dipahami bahwa sudut horizontal yang terdapat pada titik polygon yang dibuat dengan searah jarum jam dari arah sebelumnya ke arah muka. Perhitungan sudut pada titik pada polygon adalah tetap; mengetahui arah sudut akan memungkinkan menghitung perbedaan dantara sudut muka dan sudut belakang, jika perbedaannya negative maka perlu ditambahkan dengan 360.

Ini disebut 'aturan transportasi'; arah pada titik Ai diberikan oleh jumlah arah di sebelumnya titik Ai-1 dan sudut ke titik Ai , Sudut diukur antara kedua arah sudut tersebut; jika perlu 360 ° ditambahkan ke atau dikurangkan dari hasil untuk memberikan arah antara 0 ° dan 360 °.

3.3.2 Poligon terbuka tidak terikat

Berdasarkan gambar 10, perhitungan yang dikembangkan adalah

53

M-13

a. Perhitungan sudut arah sisi melalui aturan transportasi, mengingat bahwa sudut arah awal (AB) diperoleh dari system referensi lokal (dengan arah sumbu x di AB sisi pertama dan y- sumbuortogonal untuk itu). Misalnya sudut arah (BC) itu adalah:

b. Perhitungan awal koordinat, telah diartikan sebagai sistem referensi parsial yang berpusat pada titik sebelumnya dengan yang diamati, dengan sumbu (ditunjukkan pada gambar dengan x 'y ', x' 'y' ') sejajar dengan awal yang sudah dideskripsikan. Misalnya, koordinat titik C dibandingkan dengan titik B adalah:

c. Perhitungan koordinat akhir dibandingkan dengan sistem referensi lokal pertama berpusat pada titik A, yang memiliki koordinat XA = 0 dan YA = 0 di koordinat final titik B adalah:

Dan berlaku juga untuk titik berikutnya.

Hal ini penting untuk melihat bahwa memiliki jumlah pengukuran (sudut jarak aA aBand AB, BC,CD) sama jumlahnya dengan yang tidak diketahui (XB XC YC XD YD koordinat akhir) struktur adalah iso-determined dan karena itu tidak mungkin untuk melakukan penyesuaian atau untuk menilai ketepatan hasil akhir.

3.3.3 Poligon terbuka terikat (over-determined)

Pada gambar 2.11, unsur yang menjadi masalah adalah koordinat mutlak pertama dan terakhir stasiun- stasiun poligon, A dan D, relatif terhadap sistem referensi eksternal (seperti Datum lokal nasional)dan koordinat, selalu dalam kaitannya dengan sistem referensi yang sama, poin eksternal, P dan Q, 54

yangberfungsi untuk menciptakan hyper-determination jaringan. Pengukuran (sudut A B C D dan jarak AB, BC, CD) lebih terkait dengan yang tidak diwakili oleh koordinat absolut dari poin perantara (XB YB XC YC), untuk setiap pengukuran tambahan akan ada persamaan penyesuaian.

M-13

Perhitungan yang berubah adalah :

a. Perhitungan sudut arah, sering dikenal sebagai azimuths, disesuaikan dengan aturan transportasi, mulai dari sudut pertama arah (PA) sudah disesuaikan dan dihitung:

Misalnya, sudut disesuaikan arah untuk DQ sisi (sama dengan (DQ) ') adalah:

b. Perumusan persamaan pertama memanfaatkan penyesuaiandari kesempatan untuk menghitung arah penyesuaian sudut akhir (DQ):

Untuk kondisi yang dikenakan pada saat ini, adalah kesetaraan antara nilai perhitungan yang sudah disesuaikan (2.24) dan yang belum disesuaikan dalam (2.23). Persamaanya menjadi:

Dengan adanya kesalahan disengaja yang tidak dapat dihindari dalam pengukuran sudut aA, aB, aC, aD, yang ada dalam perhitungan (DQ) ', (2.25) tidak akan pernah benar karena adanya residuyang disebut 'kesalahan penutup sudut' dan disebut . The (2.25) maka menjadi: 55

M-13

Ingat bahwa harus lebih rendah dari toleransi sudut yang sudah ditentukan dalam proyek ini.

c. Perhitungan dari arah perataan sudut :

Terdapat ua, d mana u mengartikan 'kesalahan kesatuan penutup' sama dengan hubungan antara kesalahan penutupan sudut dan jumlah perataan sudut yang tidak dibagi.

d. Perhitungan dari koordinat yang belum disesuaikan, telah ditetapkan system referensi parsial berpusat pada titik-titik dan sumbu sejajar dengan sistem absolut . Misalnya nilai parsial koordinat titik B yang belum diratakan relatif terhadap A adalah:

e. Perumusan persamaan kedua dan ketiga dengan memberlakukan syarat bahwa jumlah semua koordinat parsial sama dengan perbedaan antara koordinat absolut dari poin terakhir dan poin pertama. Ada dua persamaan karena salah satu berkaitan dengan absis dan yang lain ke ordinat:

Demikian juga pada kasus dari sudut, penyamaan tidak akan pernah dipuaskan karena adanya residu,yaitu masukkan ‘ kesalahan linear penutup absis ‘ dan ‘ kesalahan linear penutup ordinat ordinat’,sama dengan :

56

Dengan adalah :

M-13

∆x dan ∆y harus sedemikian hingga ∆L idak lebih besar dibandingkan dar satu toleransi linear yang diinginkan.

f. Hitungan dari penyesuaian koordinat secara parsial:

g. Perhitungan total koordinat (absolut) dari titik-titik perantara yang tidak diketahui (B dan C) berangkat dari nilai-nilai yang diketahui dari awal titik A dan menambahkan nilai-nilai koordinat parsial berikutnya.

3.3.4 Poligon Tertutup tidak terikat

Pada gambar 2.12, unsur yang menjadil masalah diwakili oleh koordinat stasiun A, dimana asal-usul referensi lokal sistem Cartesian telah diselesaikan dengan sumbu x dalam arah pertama diukur sisi AB, dan dari ordinat, sama dengan 0 dalam sistem Cartesian lokal yang sama, dari Posisi kedua B. sepuluh elemen yang diukur adalah semua bagian dalam sudut dan sisi poligon, sementara tujuh diketahui (XB XC YC XD YD XE YE) menentukan hyper-determination orde paling maksimumyaitu orde 3.

Perhitungan ini memiliki tahap-tahap berikut:57

a. kontrol dan penyesuaian sudut, memaksakan jumlah pengukuran sudut yang belumdisesuaikan adalah sama dengan jumlah dari bagian dalam sudut poligon dengan 'n' sisi ((n-2) 180 °). Karena kesalahan disengaja yang tak terelakkan, menghasilkan residual pengamatan (kesalahan penutupan sudut ∆a) dihasilkan:

M-13

Hasil yang terjadi adalah lebih kecil dibandingkan sebuah toleransi tetap. Seluruh kesalahan penutup‘ua’ (sama dengan kesalahan penutup sudut dibagi dengan jumlah sudut yang diukur) harus dibagi dengan semua sudut yang diukur.

Dan seterusnya. Perhitungan sudut sudah selesai diratakan.

b. Perhitungan arah sudut (dibandingkan dengan arah sistem sumbu y lokal) menggunakan aturan transportasi.

c. Perhitungan disesuaikan parsial koordinat dengan (2.19) dan (2.20).

58

M-13

Sejak sinyal mulai bergerak menutupi jarak diantara 2 titik sebanyak dua kali, pergi-pulang, jarak ganda tersebut dapat dihitung dengan mudah jika terdapat kemungkinan untuk menentukan jumlah dari siklus integer yang telah memenuhi antara sinyal transmisi dengan sinyal yang diterima. Saat jumlah dari siklus integer tidak dapat ditentukan, yang mana sering disebut ambiguitas, maka dapat digunakan 3 macam teknik dalam melakukan pengukuran jarak fase secara elektromagnetik untuk menyelesaikan permasalahan tersebut, antara lain :

a. Modulasi sepuluhb. Metode tiga frekuensic. Modulasi frekuensi untuk sinyal

5.2.1.1 Modulasi SepuluhDengan teknik ini maka dua sinyal atau lebih terkirim dalam satu rangkaian dengan

frekuensi yang berbeda, divariasikan kelipatan dari sepuluh, yang mana dimaksudkan untuk mengukur jarak dari beda fasenya.

Sinyal pertama yang dikirim memiliki panjang gelombang yang lebih dibandingkan dua kali jarak jangkauan alatnya (EDM). Dalam kasus ini, jarak tersebut dapat ditentukan tanpaambiguitas dengan persamaan :

( ) ( )dimana d menyatakan setengah dari jarak ganda tersebut. (2.60)

Walaupun telah diolah dengan metode ini, jarak yang berhasil ditentukan masih memilikiakurasi yang rendah; jika jarak antara peralatan EDM ke target adalah 1 km, maka sinyal pertama yang ditransmisikan memiliki panjang gelombang paling tidak 2 km, kemudian, jarak akan terukur dengan presis sekitar 1.59 m, berdasarkan pada persamaan (2.60) dengan tingkat presisi dari fase diskriminator hingga 1/100radian. Beberapa kesalahan data (error) benar- benar tak dapat dikoreksi pada pengukuran dengan jarak lebih dari 1 km. Untuk menyelesaikan permasalahan ini, setelah sinyal pertama ditransmisikan dan dihitung untuk perkiraan nilai jarak pertama, sinyal kedua ditransmisikan, dengan panjang gelombangnya1/100 kali dari sinyal sebelumnya. Pada kasus ini, penentuan jarak memerlukan definisi dari fase ambiguitas, dimana hal ini memungkinkan ketersediaan perkiraan jarak antara dua titik dengan presisi yang cukup untuk dilakukan perhitungan. Dalam hal ini pula, nilai jarak ditingkatkan 100 kali dan pencapaian presisinya, dalam kasus di atas, nilai presisi 1.6 cm sudah dapat diterima. Maka sangat memungkinkan untuk mentransmisikan sinyal lain dengan panjang gelombang 1/100 kali dari gelombang kedua, sehingga dengan demikian presisi jarak dapat ditingkatkan hingga beberapa milimeter.

5.2.1.2 Metode Tiga FrekuensiMetode ini terdiri atas variasi dari metode sebelumnya, menggunakan dua frekuensi yang

hampir sama, dengan panjang gelombang sesuai jarak peralatan, yang mana membuat penentuan dari perkiraan pertama untuk pengukuran jarak dapat terjadi. Frekuensi yang ketiga yang memiliki panjang gelombang yang jauh lebih kecil ketimbang dua frekuensi yangpertama juga menyebabkan jarak dapat terukur dengan baik.

5.2.1.3 Variasi Frekuensi 59Dengan teknik ini, frekuensi dari sinyal yang ditransmisikan, dimulai dari nilai awal

tetapan, akan mulai ditingkatkan (atau mungkin dikurangi) hingga tercapai nol beda fase antara sinyal transmisi dengan sinyal yang diterima. Penentuan jarak dapat dihitung dengan sebuah persamaan dimana jumlah dari siklus sisa tidak diketahui. Bagaimanapun juga, dengan

M-13

melanjutkan peningkatan frekuensi (dan juga pengurangan panjang gelombang); nol beda fase akan dihasilkan lagi antara sinyal transmisi dengan sinyal yang diterima, saat jumlah dari siklus integer akan ditingkatkan ke bilangan bulat (dibulatkan). Pada titik ini, berdasarkan kombinasi dari dua persamaan tersebut (berdasarkan pada kedua panjang gelombang tersebut) maka permasalahan fase ambiguitas dapat diselesaikan.

Pada kedua teknik pertama tersebut (modulasi sepuluh dan metode tiga frekuensi), penentuan beda fase sangatlah penting. Hal ini dapat tercapai melalui fase diskriminator yang tersusun dari transformer gelombang sinus, maka gelombang persegi (transformer analog- digital) ditransmisikan dan diterima, dan menggunakan waktu terbalik ketika gelombang persegi bernilai positif maupun negatif. Jelasnya, untuk meningkatkan ketelitian pengukuran, perhitungan ini diulang ribuan kali namun membutuhkan beberapa detik saja untuk menyelesaikan pengukuran.

Baru-baru ini beberapa DME (Distance Measurement Equipment) untuk fase telah dipoduksi tanpa disertai diskriminator. Mereka menggunakan korelasi matematika antara sinyal transmisi dengan yang diterima untuk menentukan beda fase, memungkinkan pencapaian tingkat presisi yang lebih tinggi dalam pengukuran jarak. Berdasarkan pada frekuensi yang dihasilkan, fase dari DME dapat diklasifikasikan sebagai berikut :

a. MDM (Microwave Distance Measurement);b. EODM (Electro-Optical Distance Measurement) or geodimeter.

Kelompok pertama menggunakan frekuensi pada tetapan 30 MHz (panjang gelombang pada kisaran sentimeter), mereka digunakan untuk menentukan jarak yang relatif jauh: pada instrumen ini, reflektor yang digunakan bersifat aktif, dimana ia mampu memperkuat sinyal yang diterima dan memantulkannya kembali dengan daya yang lebih besar.

Persyaratan untuk mengubah frekuensi sinyal yang ditransmisikan melibatkan beberapa pertimbangan dan penyisihan gelombang elektromagnetik yang merambat melalui atmosfer. Faktanya hanya beberapa rentang frekuensi yang mampu menembus atmosfer tanpa kehilangan banyak daya. Sinar inframerah (panjang gelombang berkisar mikrometer), yang mana memerlukan suplai energi yang terbatas, tidak terlalu terpengaruh oleh sinar matahari, digunakan untuk menentukan jarak pada kisaran 2-3 kilometer; gelombang pada kisaran sentimeter yang disebut Gelombang Mikro Hertzian, memiliki panjang gelombang beberapa sentimeter, juga digunakan untuk penentuan jarak yang jauh, juga saat ada kabut ataupun hujan, ia membutuhkan suplai daya yang besar. Jika sinyal tersebut memiliki panjang gelombang pada rentang gelombang tampak (panjang gelombang berkisar pada 0.3-1 mikrometer), maka gelombang tersebut dibuat dengan sistem optik yang spesifik dengan dipantulkan oleh cermin sederhana ataupun prisma. Untuk alasan praktis, terdapat alasan permintaan untuk memancarkan gelombang yang sangat pendek dari beberapa sentimeter di dalam MDM tersebut ke beberapa kelipatan sepuluh mikron pada geodimeter. Walaupun begitu, pada permintaan ini tidak diimbangi dengan kebutuhan untuk memancarkan gelombang dengan panjang pada kisaran meter untuk menetukan nilai terbaik dari jarak ataupun gelombang sepanjang beberapa kilometer yang digunakan untuk menetukan nilai perkiraan pertama.

Kedua permintaan ini terpenuhi dengan mengalihkannya ke modulasi frekuensi padaMDM atau ke modulasi amplitudo pada geodimeter.

Pada geodimeter, panjang gelombang dari sinyal pembawa adalah konstan dan 60mengasumsikan nilai dalam beberapa mikron (memenuhi permintaan pertama), sedangkanpanjang gelombang termodulasi mengasumsikan berbagai nilai dari beberapa meter ke beberapa kilometer (memenuhi permintaan kedua).

M-13

nentukan

5.2.2 Mengukur Jarak Secara Elektronik dengan ImpulsPrinsip kerja dari EDM, yang baru-baru ini diperkenalkan ke dalam bidang survei

topografi, dilakukan berdasarkan pada pengukuran waktu oleh impuls cahaya yang bergerak dari alat pengukur jarak ke reflektor dan dipantulkan kembali.

Prinsip yang sama digunakan oleh sistem pengukur jarak utama dari satelit altimetri, yang biasa disebut SLR (Satellite Laser Ranging), dimana impuls laser dipantulkan kembali oleh satelit pemantul buatan. Evolusi dari sistem elektronik telah memungkinkan penerapan metode ini dalam EDM topografi, sehingga menghaslikan performa superior pada fase EDM tersebut.

Sinar beam dioda yang mentransmisikan laser diluncurkan untuk rentang waktu yang singkat. Pengukuran secara tepat untuk waktu “t” antara transmisi impuls dengan yangditerima akan cukup untuk penentuan jarak :

(2.61)

Bagaimanapun juga, pengukuran waktu tetep memiliki nilai kesalahan (error). Sebuah

interval waktu 10-8 detik (seperti jam quartz) sudah cukup bagi impuls sinar untuk mencapai jarak 3 meter; ini tidak dapat diterima untuk sebuah EDM. Oleh karenanya, perbaikan ulang akan sangat penting dalam pengukuran waktu, diperoleh dari penentuan periode fraksi dari osilasi jam antara impuls yang dilancarkan dengan yang diterima.

tA - tB

dimana T adalah periode dari jam, n adalah jumlah dari periode maka nT adalah pengukuran waktu secara langsung yang dihasilkan oleh jam tersebut; tA adalah jeda waktuantara transmisi sinyal dan dimulainya osilasi jam dan tB adalah waktu yang dihabiskan antarapenerimaan sinyal dengan penyelesaian akhir dari osilasi jam. Untuk m (2.62) keduafraksi ini, voltase yang digunakan untuk membangkitkan laser diode disuplai secara berangsur-angsur dalam bentuk linier; lalu, dengan menentukan voltase VT yang akan digunakan untuk osilasi jam yang terselesaikan, kedua fraksi tA dan tB bisa dihitung denganperbandingan sederhana :

tA : VA = tB : VA = T : VT (2.63)

dimana VA dan VB merupakan voltase tersuplai ke kepala dari diode pada waktu tA dan tB. Secara teori ia akan cukup hanya untuk sebuah impuls untuk menentukan jarak; dalam

prakteknya, ribuan impuls ditransmisikan untuk meningkatkan ketelitian. Beberapa sistem EDM mentransmisikan hingga 2000 impuls per detik, diterapkan 0.8 detik (1600 impuls) untuk mencapai standar error yaitu 5mm + 1mm/km dan 3 detik (6000 impuls) untuk mendapatkan standar error yaitu 3mm + 1mm/km.

Terdapat banyak keuntungan dari metode ini dalam perbandingan pengukuran pada fase tersebut, antara lain :

a. Ia membutuhkan waktu yang lebih sedikit untuk pengukuran; setelah beberapaimpuls (dalam beberapa milisekon) sebuah kepresisian dalam tingkat sentimeterdidapatkan pada pengukuran jarak tersebut, sedangkan fase EDM secara umum

61membutuh beberapa detik (detik bulat, integer). Kemampuannya untuk mengukursecara cepat sangatlah berguna saat menentukan jarak untuk titik yang bergerak(contohnya pada survei batimetri);

M-13

b. Sinyal tersebut juga dapat dikembalikan dengan daya yang rendah, karena sebuah voltase kecil cukup untuk menghentikan jam dan menyelesaikan perhitungan jam yang relevan. Hal ini memungkinkan tercatatnya peningkatan rentang jarak untuk kesamaan intensitas dari sinyal transmisi. Pada penyuplai daya, transmisi impuls lebih ekonomis daripada transmisi terus-menerus dari pembawa sinyal (baterai lebih tahan lama);

c. Hal ini memungkinkan untuk mendapatkan EDM yang tidak membutuhkan reflektor untuk menghasilkan sinyal balik. Peralatan ini memiliki rentang jarak yang sangat dipengaruhi oleh kualitas dan warna dari permukaan pemantulnya, mereka tidak dapat bekerja pada jarak lebih dari 200-300 meter dan mereka mencapai presisi sekitar 5-10 mm. Mereka sangat berguna untuk pengukuran jarak ke titik-titik yang tidak dapat diakses;

d. Kualitas dari pengukuran tersebut tidak begitu terpengaruh oleh faktor lingkungan(temperatur, tekanan ataupun kelembaban) sebagai fase pengukuran EDM.

Disamping keuntungan di atas, biaya tinggi pada penggunaan impuls EDM juga perludipertimbangkan; mungkin dapat dibenarkan hanya pada kasus dimana sangat perlu dilakukan pengukuran jarak berkali-kali untuk ukuran lebih dari 1 km.

5.2.3 Presisi dan Jangkauan EDM

Hal ini cukup untuk mempertimbangkan keandalan dari tugas dalam hal berapa banyak yang dianggap kesatuan berat 1/1 km. Jika syarat-syarat yang dikenal dengan residu konsekuen kompensasi dinyatakan dalam milimeter, m0 mewakili kesalahan berarti dalam milimeter per kilometer; ini adalah dalam bentuk ini bahwa toleransi biasanya disajikan dalam geometris levelling (mengingat bahwa toleransi atau maksimum mengakui kesalahan dianggap sama dengan tiga kali kesalahan kuadrat berarti).

4.2 leveeling trigonometri

4.2.1 prinsip dan spesifikasi

Trigonometri levelling didasarkan pada penggunaan theodolite untuk pengukuran sudut zenithal. Digunakan untuk jarak apapun, dari beberapa meter untuk lebih dari 10 km; Hal ini sering digunakan untuk menentukan ketinggian posisi dalam Triangulasi, juga diterapkan dalam kasus lain, seperti ketika jarak antara poin, dimana perbedaan ketinggian diperlukan, yang sudah dikenal. Dalam setiap kasus untuk jarak kurang dari sekitar 400 meter, penggunaan plane surface referensi melibatkan kesalahan dapat diabaikan dan hasil perhitungan sederhana dengan kesalahan yang berarti dalam 5 cms. Meratakan dalam hal ini disebut eclimetric dan perbedaan dalam ketinggian antara dua titik Adan B ((ΔAB)) diberikan oleh:

d: merupakan horizontal jarak antara A dan B (pada referensi permukaan datar);

62φA: adalah sudut zenithal ke B diukur oleh theodolite di A;

h: adalah puncak dari theodolite yang berhubungan dengan tanah;

M-13

l: adalah tinggi target di B yang berhubungan dengan tanah yang diukur dari theodolite.

Pendekatan dari acuan permukaan datar adalah tidak dapat diterima untuk jarak lebih besar dari 400 meter.Dengan demikian tiga koreksi mendasar harus diperhatikan, berangkat dari perhitungan sederhana untuk menyamakan kedudukan eclimetric:

Halaman 73

a. Kelengkungan b. Refraksic. berat

Memperhitungkan faktor-faktor ini, prosedur untuk menghitung perbedaan ketinggian disebut leveling trigonometri. Karena jarak antara dua titik, antara yang perbedaan ketinggian yang ditentukan, tidak pernah lebih dari 20 km dan biasanya kurang, perhitungan dapat selalu dilakukan pada lingkup lokal.

4.2.2 Koreksi kelengkungan

Koreksi ini memperhitungkan lentur lingkup lokal relatif terhadap bidang diadopsi untuk "Eclimetric" leveling, dengan asumsi perbedaan diabaikan antara normals (ke pesawat dan lingkungan pada titik di mana stadion diposisikan) sepanjang yang perbedaan elevasi adalah menjadi diperoleh.

63

M-13

Dimana

X: Y:

adalahadalah

koreksikoreksi

untuk kebulatan;refraksi;

R: adalah sinar lingkup lokal yang dianut;

Dimana

X: adalah koreksi untuk kelengkungan;d: adalah jarak polos antara dua titik;R: adalah sinar lingkup lokal yang dianut.Menerapkan teorema Pythagoras untuk segitiga pada gambar 2.18:

mengembangkan dan membagi kedua sisi dengan 2R dan mempertimbangkan diabaikan hubungan X2/ 2R, yang koreksi untuk kelengkungan diberikan oleh:

halaman 74

4.2.3 koreksi terhadap refraksi

Koreksi ini harus diperkenalkan untuk pembengkokan yang sinar cahaya pengalaman ketika melewati lapisan atmosfer kepadatan berbeda. Seperti cenderung selalu mengakibatkan berbelok ke bawah; oleh karena itu untuk gelar ini menonjolkan kesalahan kelengkungan.

ε: adalah sudut tergantung dari koefisien refraksi K (≈ 0,14) [ε = K d / 2R] Dengan asumsi Y dan ε menjadi kecil, adalah mungkin untuk menulis:

dan karena itu, menggantikan ekspresi ε dalam (2.14), lihat 3.2.2.3 Bab 2, kita bisa menyatakannya 64

sebagai:

M-13

ke titik ini kombinasi dari koreksi kebulatan dan refraksi, yang diidentifikasi dalam kuantitas (X - Y); adalah mungkin untuk menulis seperti berikut:

- -

4 2 4 koreksi dari ketinggian

Koreksi untuk tinggi berasal dari fakta bahwa jarak yang diukur tidak sama dengan jarak horizontal, yang mewakili kuantitas untuk digunakan dalam (2.47), lihat 4.2.1 dari Bab 2.

Hubungan antara ' dobl’ ' jarak miring (diukur) dan ' dhor ' jarak horizontal didefinisikan oleh:

⋅ (2.53)

di mana Qm merupakan rata-rata aritmatika antara ketinggian dua titik.Singkatnya, rumus yang dapat diadopsi untuk meratakan trigonometri dari kedua ujung, dengan mempertimbangkantiga koreksi dijelaskan, adalah:

- - l⋅ Q R ⋅ ϕ ⋅ m (2.54)

mengadopsi pendekatan ini, kelemahan adalah peramalan koefisien K pembiasan, terutamauntuk jarak lebih dari 10 km. Untuk menghapus ini, teknik simultan timbal balik trigonometri meratakan dapat Digunakan, di mana dua tim sekaligus mengukur dua sudut zenithal dan dua jarak miring dari titik yang dipilih. Dua persamaan dengan dua tidak diketahui diproduksi: ΔAB dan K. Dengan cara ini tidak lagi diperlukan untuk meramalkan K.

4.2.5 koreksi kesalahan

Karena ada kemungkinan untuk mempertimbangkan kesalahan dalam pengukuran 'h' dan 'l' seperti diabaikan, serta kesalahan untuk ketinggian rata-rata selama jarak (selalu kurang dari kesalahan kepada mereka dari trigonometri yang meratakan dibuat jarak yang lebih jauh), untukanalisis ketepatan rumus sederhana ini dapat digunakan:

- ⋅ ϕ ⋅dari teori kesalahan, mH berarti kesalahan (dalam hal ini fungsi non linear) dari perbedaan ΔAB dari elevasi akan:

di mana md, mφA dan mK adalah masing-masing kesalahan rata-rata jarak, sudut zenithal dan koefisien refraksi. Dengan diferensiasi yang berhubungan dengan d, φA dan K, diperoleh bahwa:

Menganalisis tiga istilah yang berakar pada (2.56), dapat dikatakan: a. dalam jangka pertama, dengan asumsi sebagai kesalahan rata-rata jarak nilai 1/50000 (2 cm untuk km), kesalahan dalam perbedaan elevasi akan tergantung pada α, sudut inklinasi, (α = 90 ° - φA)Dengan α = 0 °, kesalahan menghapus sendiri. Meskipun demikian selalu kecil (yaitu untuk α = ± 10 ° 65dan d = 5km, kesalahan akan 1,6 cm).b. dalam jangka kedua, menetapkan untuk α nilai rata-rata 10 °, kesalahan akan tergantung pada mean kesalahan φA, sudut zenithal, dan dari d, jarak, (yaitu m · A = ± 10 ° dan d = 5 km, yang error yangdihasilkan adalah 12,1 cm). c. dalam jangka ketiga, kesalahan adalah fungsi dari kesalahan pusat K

M-13

dan dalam hal ini, dari alun-alun dari jarak (yaitu untuk m · K = ± 0,015 dan d = 5 km, kesalahan yang dihasilkan adalah 2,9 cm).

Dari analisis tersebut terbukti bahwa pengaruh terbesar berasal dari kesalahan dalam pengukuran sudut zenithal. Dengan demikian, pengukuran sudut harus selalu dilakukan dari dua wajah timbal balik dari instrumen dengan tujuan kompensasi untuk kesalahan dalam instrumen zenith. Sebagai aturan itu adalah lebih baik untuk melakukan pengukuran jika koefisien K bias lebih stabil, yaitu sekitar tengah hari, bahkan jika pada waktu-waktu, karena panas matahari, gambar tampak kurang stabil; ini masalah diatasi dengan mengambil rata-rata lebih pengukuran. Namun demikian, untuk jarak lebih dari beberapa kilometer, kesalahan rata-rata dalam perbedaan elevasi dapat dianggap sebanding dengan jarak sendiri.

4.2.6 Perhitungan dan Kompensasi

Dalam teori kesalahan, bobot pengukuran yang akan diperkenalkan dalam perhitungan untuk penyesuaian diasumsikan sebanding dengan kebalikan dari kuadrat kesalahan rata-rata dari pengukuransendiri. Dalam hal ini yang sebanding dengan jarak, bobot untuk atribut untuk beberapa ketinggian kompensasi berbeda terbalik diasumsikan sebanding dengan kuadrat jarak. Hal ini hanya layak dipertimbangkan untuk meratakan trigonometri menengah dan panjang jarak, mereka biasanya diterapkan saat melakukan jaringan trigonometri ekspansi. The trigonometri meratakan lebih dari jarak pendek melibatkan survei rinci dan memanfaatkan prinsip dari tacheometric (atau tachymetric) leveling.

Prosedur penyesuaian sepenuhnya sebanding dengan yang berkaitan dengan meratakan geometris, dengan satunya perbedaan mengenai bobot. Ini harus ingat bahwa, mengingat keandalan trigonometri yang meratakan untuk jarak kilometric terutama kurang dibandingkan dengan meratakan geometris, dapat diterima untuk melakukan penyesuaian empiris.

Halaman 77

GPS (memanfaatkan posisi relatif) menghasilkan komponen base-line antara disurvei posisi, dari mana XYZ geosentris koordinat diperoleh dalam sistem referensi WGS84. Φ The, λ & h ellipsoidal koordinat diperoleh dengan rumus transformasi.

Namun dalam kartografi ketinggian orthometrik H terkait dengan permukaan geoid dan tidak ellipsoid. Oleh karena itu penting untuk mengetahui undulasi geoid atau variasinya pada titik yang diketahui H dan h. Hanya di daerah kecil (<10 km) dan untuk tujuan kartografi, dapat geoid didekati denganbidang horizontal.

Untuk wilayah yang lebih luas perlu menggunakan model global geoid; model global yang berbeda (yakni OSU91A, EGM96) yang tersedia dalam perangkat lunak pengolahan data dan GPS di penerima. Namun ini sebagian mengandung efek dari distribusi massa lokal. Setiap perkiraan lokal nasional Geoid dilakukan dengan pengukuran gravimetri. The interpolasi model ini menghasilkan nilai-nilaiberundulasi N, yang diperlukan untuk penentuan tinggi orthometrik. 66

Maskapai Geoids lokal gravimetri dan independen dari nilai-nilai undulasi geoid yang diperoleh dari menggabungkan GPS dan pengamatan meratakan geometris; mereka diperkirakan dalam referensi

M-13

geosentris yang tidak bertepatan dengan WGS84 tetapi memperkenalkan sedikit perbedaan dalam asal-usul istilah sumbu geosentris dan orientasi sumbu dari sistem referensi. Oleh karena itu antara sistem referensi dua itu perlu dilakukan transformasi disebut 'menemukan dari geoid '. Untuk menghitung transformasi ini, mulai dari ketinggian orthometrik nilai H dari beberapa posisi GPS, diperoleh melalui operasi meratakan geometris, dan NWGS84 undulasi eksperimental adalah mengevaluasi awal dengan ketinggian h ellipsoidal diperoleh kompensasi bersih GPS. Pengaruh lokasi δN adalah:

Transformasi datum dalam arti ketat adalah rotasi spasial dan terjemahan dengan variasi skala, tapi di daerah kecil bagian altimetrik dapat dipisahkan, memperkirakan parameter dari persamaan pesawat mulai dari nilai δN untuk setidaknya tiga poin yang tinggi yang dikenal di kedua sistem referensi,dengan ekspresi berikut

(2.59)

dengan Xi dan Yi menjadi koordinat kartografi dari titik-titik yang ketinggian yang dua kali diukur dan a1 a2 a3 parameter dari pesawat yang akan diestimasi. Pesawat ini menjelaskan perbedaan Datum antara NWGS84 dan Nlocalgeoid. Tiga parameter yang tidak diketahui dapat diperkirakan kotak minimum jika jumlah poin dengan ketinggian ganda lebih besar dari tiga.

5. INSTRUMEN DIGUNAKAN UNTUK MEMBANGUN HORIZONTAL DAN VERTIKAL KONTROL5.1 GNSS Receiver (Global Positioning System)

Penerima GPS dapat diklasifikasikan sesuai dengan pengukuran mereka mampu memperoleh dan akurasi dari posisi akhir, sebagaimana akan terlihat nanti dalam paragraf 6.2:a. Ukuran receiver code: dapat memperoleh hanya C menular / A komponen sinyal. Mereka seringdisebut 'genggam' karena ukuran yang sangat kecil dari penerima; beberapa dapat menerima koreksi diferensial (sesuai dengan protokol standar RTCM - 104) ke meningkatkan ketepatan posisi. Kerja eksklusif mereka adalah untuk navigasi.b. Penerima frekuensi tunggal: di samping kode C / A, mereka juga dapat memperoleh pembawa L1 fase. Mereka perform posisi dengan pengukuran kode atau fase pada L1 di mutlak, relatif atau diferensial modus.c. P-kode penerima frekuensi ganda: adalah yang paling mampu tersedia di pasar dan dapat mengakuisisi seluruh bagian sinyal (L1, L2, C / A, P). Mereka perform posisi dengan pengukuran kode atau fase pada L1 dan L2 (absolut, relatif atau diferensial). Dengan demikian mereka dapat digunakan untuk semua jenis posisi statis dan kinematik. Mereka sangat cocok untuk teknik inisialisasi dinamis 'On The Fly' (OTF).d. Y-kode ganda penerima frekuensi: identik dengan kategori P-code, tetapi mereka juga dapatmemperoleh P-kode menggunakan Anti-Spoofing (A / S).

5.2 instrumen elektronikPengukuran jarak menggunakan gelombang elektromagnetik jarak sistem pengukuran telahmengalami Perkembangan penting dalam beberapa tahun terakhir; semakin produsen instrumen 67topografi yang termasuk alat ukur jarak gelombang elektromagnetik dalam theodolites mereka. Sistemini, disebut internasional EDM (Electronic Distance Measuring peralatan) atau DME (DistanceMeasuring electronic) 24, beroperasi dalam dua cara yang berbeda:

M-13

a. pengukuran fase;b. pengukuran impuls.

5.2.1 Pengukuran Jarak Elektronik faseInstrumen ini didasarkan pada teori perambatan gelombang elektromagnetik. mereka menyebarkan menggunakan aturan sinus, dengan kecepatan sama dengan cahaya di udara (cair), yang sedikit lebih rendah daripada yang di batal, dianggap sama dengan hubungan antara kecepatan dalam kekosongan (c0) dan indeks bias (νair) dari udara yang tergantung pada suhu, tekanan dan kelembaban: {cair = c0/ νair (t, p, h)} Peralatan pengukur jarak elektronik ini terdiri dari tiga bagian yang berbeda: pemancar, reflektor dan penerima; pertama dan bagian terakhir yang terkandung bersama-sama dalam peralatan set-up di diduduki stasiun, reflektor terpisah dan ditempatkan pada titik jarak yang akan ditentukan.Pemancar menghasilkan sinyal pada frekuensi yang telah ditetapkan sebelumnya; yang menguatkan reflektor dan mencerminkan sinyal, yang diterima oleh diskriminator fase mampu menentukan perbedaan fasa antara ditransmisikan dan sinyal yang diterima dengan urutan ketepatan seperseratus radian.

1.1.1.Peralatan sipatdatar (Level) dan RambuPeralatan sipatdatar (atau level) adalah peralatan yang mana dapat digunakan untuk

membuat sumbu kolimasi horisontal serta juga digunakan pada leveling pada geometriknya. Sipatdatar zaman sekarang dibagi menjadi:

a. Sipatdatar tetap dan sipatdatar yang mengatur orientasinya sendiri b. Sipatdatar digitalc. Sipatdatar laserSetelah memilih jenis-jenis sipatdatar, dan dengan demikian akan menentukan teknis

pembacaannya, hal ini diperlukan untuk memilih rambu ukur atau rambu nivo atau tongkat yang bisa diintegrasikan ke sipatdatar. Sipatdatar yang statis atau teleskop yang bisa digerakkan telah tidak dipakai lagi dikarenakan adanya sipatdatar digital serta yang menggunakan laser.

1.1.1.1. Teleskop Sipatdatar Statis (Sipatdatar Kuno)Memiliki teleskop yang membentuk satu peralatan dengan kiap dan penahannya,

sama seperti theodolit. Sipatdatar sudah jadi satu dengan teleskopnya dimana dapat membuat instrumen tersebut bisa didatarkan pada posisi manapun, seperti layaknya theodolit. Ketika sipatdatar telah didatarkan pada dua posisi, sipatdatar dapat digunakan untuk menentukan beda tinggi dari arah manapun.

1.1.1.2. Teleskop Sipatdatar Statis dengan Sekrup Tinggi (Sipatdatar Kuno)Pada sipatdatar ini, teleskop tidak terhubung secara langsung pada sumbu putar

tetapi melalui palang yang terletak pada pinggir instrumen serta terhubung dengan palang lainnya dengan sekrup, yang disebut sekrup tinggi (atau sekrup mikrometer). Sekrup tinggi dapat membuat teleskop berputar melalui sudut vertikal yang kecil; yang mana bisa membuat sudut horisontal pandangan bisa didapat meskipun jika sumbu utama tidak vertikal. Sipatdatar ini memiliki nivo kotak pada dasar instrumen, yang mana jika didatarkan, dapat diperkirakan kalau sumbu utama terletak dalam keadaan vertikal. Pada tiap pandangan, dirasa perlu untuk menggunakan sumbu tinggihingga gelembung pada teleskop berada pada posisi di tengah, dengan demikian akan 68

membuat sumbu kolimasi pada posisi horisontal.1.1.1.3. Sipatdatar dengan Teleskop Berputar (Sipatdatar – Y)

M-13

Pada sipatdatar ini teleskopnya dapat berputar pada sudut vertikal (180°) di dalam piringan yang terhubung dengan rapat pada kiap. Terhubung dengan teleskop adalah gelembung nivo terbalik dengan dua lengkungan, yang mana bisa bekerja meskipun dalam posisi sungsang. Pada instrumen ini terdapat dua sumbu sipatdatar; sumbu putar teleskop (yang mana bersisisan dengan sumbu piringan) serta sumbu kolimasi. Dengan perkiraan kedua sumbu sipatdatar paralel serta sumbu piringan bersisian dengan sumbu kolimasi, dua bacaan dibuat pada rambu, terkait pada posisi ekstrim yang mana teleskop dapat memperkirakan, setiap kali melakukan pendataran pada nivo dengan sekrup tinggi.

Dengan menggunakan rata-rata aritmatika dari dua bacaan, segala kesalahan antara sumbu sipatdatar dan sumbu kolimasi dapat direduksi, karena kesalahan adalah tanda yang berlawanan pada dua bacaan yang diperoleh.

1.1.1.4. Sipatdatar dengan Penyesuaian Sudut Secara OtomatisPada instrumen ini, sumbu kolimasinya secara otomatis dibuat horisontal pada

sistemnya, terpisah dari vertikalisasi dari sumbu utama. Karena sistem ini (disebut kompensator) bekerja pada batasan rotasi tertentu pada teleskop, dalam urutan 10’, sipatdatar ini disesuaikan dengan nivo kotak, yang mana ketika didatarkan, menjamin kinerja yang benar dari instrumen. Kompensator, desain aktual yang mana membedakan dari manufaktur lain, umumnya memerlukan elemen prisma yang sensitif yang terletak pada pendulum dengan menggunakan prinsip yang mana kekuatan gravitasi akan membuat pandangan horisontal.

1.1.1.5. Sipatdatar DigitalSipatdatar ini sama dengan sipatdatar diatas namun bacaan pada rambu ukur dibuat

secara otomatis, tetapi juga memungkinkan menggunakan bacaan optis secara manual, untuk mengantisipasi malfungsi pada perangkat elektronik maupun baterai habis.

Rambu yang digunakan dengan sipatdatar ini sangat khusus; pada sisinya memiliki bacaan seperti rambu pada umumnya, pada sisi lainnya memiliki bacaan kode batang. Gambar pada kode batang dari rambu ukur dihasilkan secara terpisah dari pandangan okuler agar dapat melakukan pembacaan pada rambu ukur dan sistem pengamatan elektronik. Sinyal digital direkam melalui mikroprosesor yang mana mampu menghasilkan, disamping beda tinggi, jarak horisontal antara dua titik.

Keunggulan dari sistem ini berasal dari kemampuannya merekam data survey secara otomatis, dengan waktu yang cepat serta eliminasi kesalahan secara menyeluruh ketika transkripsi. Operasi koreksi hanya dijamin pada pencahayaan yang bagus, ketika pengukuran dilakukan pada ruang terbuka. Presisi sipatdatar ini 0,1 mm pada beda tingginya dan 1 cm pada jaraknya.

1.1.1.6. Sipatdatar LaserSipatdatar ini menggunakan transmisi sinar laser yang mana mencocokkan pada

pandangan teleskop. Beberapa instrumen, yang mana umumnya sipatdatar dengan penyesuaian sudut, tidak memerlukan keterlibatan operator. Ketika instrumen diletakkan pada stasiun dengan bantuan nivo kotak, sebuah motor membuat sinar laser berputar terus menerus, melalui prisma bergerak; pada saat ini hanya satuoperator yang diperlukan untuk melakukan pengukuran beda tinggi dalam wilayah 69200-300 meter dari pancaran sinar.

Rambu ukur yang digunakan pada sipatdatar ini memiliki sensor, dengan panjang beberapa desimeter, yang mana dapat digerakkan pada rambu. Ketika sinar laser

M-13

mengenai sensor, nilai yang didapat dari laser dapat dibaca dan direkam secara otomatis.

Presisi dari pengukuran dapat mencapai kurang dari 1 mm, sistem ini dinilai ideal pada pengukuran beda tinggi secara radial.

2. METODE PENENTUAN POSISI (TEKNIK PENENTUAN POSISI)2.1. GNSS (GPS)

2.1.1. Deskripsi dari Sistem Penentuan Posisi Secara Global (GPS)Sistem penentuan posisi GPS berbasis dari penerimaan sinyal radio yang dikirim

dari konstelasi satelit buatan pada orbit yang mengelilingi bumi, pengambilan secara langsung, segala cuaca, 24 jam, mencakup seluruh dunia, sistem penentuan posisi secara absolut 3 dimensi berbasis satelit. Nama asli dari sistem ini ialah NAVSTAR GPS yang mana artinya NAVigation Satellite Timing And Ranging Global Positioning System. Sistem ini, yang dibuat oleh Departemen Pertahanan Amerika Serikat, sekarang ditangani oleh kolaborasi dengan Departemen Perdagangan dan telah diproyeksikan agar dapat digunakan untuk menentukan posisi objek secara 3 dimensi dalam keadaan apa saja dan dimana saja, termasuk dalam keadaan bergerak.

Sistem ini dibagi menjadi:a. Segmen spasial: dibentuk dari 24 satelit dalam orbit yang berbentuk menyerupai

lingkaran di sekeliling bumi pada ketinggian sekitar 20.200 km. Data satelit didistribusikan pada grup sekitar 4-6 orbit melingkar pada kemiringan 55° menuju bidang datar khatulistiwa dengan periode revolusi sekitar 12 jam. Distribusi konstelasi ini menjamin kenampakan paling tidak 4 satelit (kebanyakan 6 sampai 8) pada setiap waktu dan tempat dengan ketinggian diatas15° dari horison, yang mana merupakan dasar dari penentuan posisi. Satelit ini memiliki fungsi sebagai berikut:

• Untuk memancarkan informasi ke pengguna melalui sinyal radio;

• Untuk mempertahankan akurasi referensi waktu yang diakibatkan derajat

akurasi yang tinggi (dari 10-12 ke 10-14 detik) dari jam atom rubidium dan cesium;

• Untuk menerima dan menyimpan informasi dari segmen kontrol;

• Untuk melakukan koreksi pada orbit.

Satelit ini telah diluncurkan pada epok yang berbeda, dimulai dari 1978, pada blok yang mana menggantikan model lama dengan yang lebih mutakhir.

b. Segmen kontrol: terdiri dari 5 stasiun monitor dan tambahan yang keenam di daerah Sunnyvale, Amerika Serikat, dimana sebuah kopi dari semua data yang dipilih dan semua operasi yang terpasang tersedia. Diantara 5 stasiun, semua yang disediakan dengan stasiun meteorologi untuk evaluasi troposfer yang berdampak kepada sinyal radio yang dikirim dari satelit, 3 stasiun (Ascension, Diego Garcia, dan Kwajalein) memiliki kemampuan untuk mengirim pesan ke satelit dan 1 (Colorado Springs, Amerika Serikat) adalah stasiun utama, dimana perhitungan yang diperlukan untuk penentuan orbit baru dilakukan.Kesimpulannya tugas dari segmen kontrol antara lain: 70

• Untuk mengamati satelit secara terus menerus serta untuk memproses data yang diterima untuk perhitungan dari posisi waktu udara (Ephemeris);

• Untuk mengecek keadaan sistem pada umumnya, khususnya jam satelit;

M-13

• Untuk mengimplementasikan koreksi orbit;

• Untuk mengunggah data terbaru ke satelit, termasuk perkiraan Ephemeris

untuk 12 atau 24 jam ke depan, yang mana kemudian diberikan ke pengguna;

c. Segmen pengguna: dibuat untuk pengguna yang dilengkapi dengan receiver dengan antena GPS. Merupakan sistem pasif yang mana mereka mampu memperoleh data tanpa memancarkan beberapa sinyal. Macam-macam jenis yang terdapat tergantung dari strategi yang digunakan untuk menganalisa sinyal yang diterima dan akurasi posisi yang diperlukan.

d. Struktur sinyal: setiap satelit memancarkan gelombang elektromagnetik secara terus menerus pada frekuensi tertentu menuju sektor yang sangat kecil pada permukaan bumi dan oleh karena itu relatif terlindung dari gangguan. Gelombang pengangkut membawa informasi ke pengguna melalui modulasi kode. Jam pada GPS menghasilkan frekuensi utama f0 = 10,23 MHz; dari frekuensi utama ini 3 bagian utama dari sinyal GPS secara presisi berasal:

• Komponen pengangkutDibuat dari 2 gelombang sinusoidal yang disebut L1 dan L2 masing- masing pada frekuensi 154 x f0 = 1575,42 MHz (λL1 19 cm) dan 120 x f0 = 1227,60 MHz (λL2 24 cm).

• Komponen impulsifTerdiri dari dua kode yang disebut Coarse Acquistion (C/A) dan Precision (P), instrumen terdahulu hanya menyediakan pengangkut frekuensi L1 dan kemudian menyediakan frekuensi L1 dan L2.Kode tersebut berupa gelombang kuadrat yang dibentuk dengan transisi nilai +1 dan -1 yang dihasilkan dari algoritma sederhana, yang mana memiliki karakteristik keseimbangan statistik dari nilai positif dan negatif; kode tersebut dinamakan “pseudo accidental” atau PRN (Pseudo Random Noise). Kode frekuensi C/A adalah 1,023 MHz (C/A 300 m), kode P memiliki frekuensi 1 x f0 = 10,23 MHz (P 30 m). Kode C/A tersedia untuk penggunaan sipil sedangkan kode P tersedia untuk penggunaan militer dan pengguna tertentu. Departemen Pertahanan Amerika Serikat memiliki hak untuk mengacak kode P dengan enkripsi dengan menggunakan yang disebut prosedur Anti-Spoofing (A-S). Kode P yang terenkripsi dinamakan kode Y

• Komponen pesanTerbentuk dari pesan navigasi D yang mana memiliki frekuensi f0/204800= 50 Hz. Mengandung detail ephemeris (atau almanak) dari satelit, informasi pada kesehatan dan jam satelit.

2.1.2. Prinsip penentuan posisiPenentuan posisi dengan menggunakan GPS menggunakan teknik Pengukuran

Spasial Pengikatan ke Belakang. Sistem referensi geodetik (Datum) yang digunakan dinamakan World Geodetic System 1984 (WGS84), yang mana dibuat dari perputaran sumbu kartesian searah jarum jam dengan berpusat di pusat massa bumi, denganellipsoid geosentrik WGS84 terkait. Jika koordinat satelit pada sistem referensi 71

diketahui, titik yang tidak diketahui koordinatnya terhubung kepada koordinat yang diketahui dari satelit yang diamati melalui pengukuran dari beberapa jarak antara satelit

M-13

dan pusat fase antena yang terhubung ke receiver pada posisi yang diperlukan. Intinya ada 3 prinsip penentuan posisi:

a. Penentuan posisi secara absolut;b. Penentuan posisi secara relatif;c. Penentuan posisi secara diferensial.

2.1.2.1. Penentuan posisi secara absolutTujuan dari metode penentuan posisi ini yaitu untuk menentukan

koordinat posisi pada sistem referensi global WGS84. Hal ini didapatkan dengan menggunakan komponen impulsif dari sinyal (kode C/A atau kode P jika tersedia) atau untuk menganalisa 2 fase pengangkut gelombang L1 dan L2.

Pada kondisi pertama, jarak antara satelit dan receiver dinamakan ‘pseudo- range’ dan dihitung berdasarkan waktu terbang yang mana waktu sinyal yang diperlukan untuk mencapai receiver dari satelit. Waktu ini diukur oleh receiver melalui korelasi antara sinyal yang diterima serta kopi yang dihasilkan dari receiver, kopi dari sinyal di receiver diubah agar dapat dihubungkan dengan sinyal satelit. Perbedaan waktu yang dihitung dipengaruhi oleh kesalahan tidak sinkronnya antara jam pada satelit dan receiver, dengan tambahan simpangan pada jam receiver, yang mana kurang akurat daripada jam atom pada satelit.

Faktor-faktor tersebut tidak dapat dihindari pada pengukuran waktu terbang; hal ini menjadi alasan 3 kuantitas jam yang tidak diketahui pada posisi suatu titik (sumbu kartesian x, y, z yang dapat diubah menjadi φ, λ, dan tinggi pada ellipsoid WGS84) ditambah menjadi 4 kategori, yang mana memperlihatkan kesalahan jam receiver. Dari hal ini didapatkan bahwa diperlukan pengamatan secara berkala paling tidak 4 satelit untuk mendapatkan posisi absolut pada waktu sebenarnya.

Pada kondisi kedua fase dari dua pengangkut frekuensi dianalisa dan jarak antara satelit ke receiver bisa didapatkan dengan membandingkan fase dari pengangkut sinyal pada saat penerimaan sinyal dengan fase sinyal pada saat pemancaran. Pada keadaan ini sebuah tambahan kuantitas yang tidak diketahui untuk setiap satelit yang diamati diperkenalkan; Inisial Ambiguitas Integer yang mana merupakan integer dari peredaran sinyal yang melintas dari satelit ke receiver pada awal pengukuran. Demikian juga pada setiap pengamatan satelit baru ada terbentuk Ambiguitas baru yang terkait, yang diakibatkan pada jarak yang berbeda. Pada hasilnya, penentuan posisi secara absolut pada real time dengan pengukuran fase hanya dimungkinkan jika Ambiguitas dari satelit yang digunakan untuk penentuan posisi diketahui; prosedur untuk proses ini dinamakan inisialisasi.

2.1.2.2. Penentuan posisi secara relatifTujuan dari penentuan posisi secara relatif yaitu untuk menentukan vektor

garis pangkal atau komponen vektor yang mana mengikat 2 posisi pada dua receiver berlokasi sementara. Jika koordinat absolut dari salah satu dari duatitik diketahui, penambahan komponen vektor garis pangkal, koordinat 72absolut dari posisi kedua dapat diperoleh. Penentuan posisi ini dapat diperolehmelalui pengukuran kode atau fase, meskipun pada penerapannya hanya pengukuran fase yang digunakan. Persamaan pengamatan fase dapat ditulis untuk setiap receiver dari satelit manapun yang diamati pada momen yang

M-13

diberikan. Pengamatan pada satelit yang sama pada momen yang sama dari dua receiver pada pojok-pojok garis pangkal dan kemudian dikurangi satu dengan yang lain menghasilkan dua persamaan fase, sebuah persamaan diferensial sederhana. Memasukkan pada pengamatan satelit lain, dan penambahan perbedaan antara 2 pengamatan kepada diferensial sederhana, sebuah persamaan pada 2 pengamatan dibentuk. Pada akhir kedua pengamatan hasilnya berupa eliminasi dari kesalahan jam dari dua satelit. Pada titik ini kuantitas yang tidak diketahui yang perlu ditentukan adalah komponen dari vektor garis pangkal serta jumlah dari 4 inisial ambiguitas dari dua satelit (dianggap hanya sebagai nilai integer). Jika sinyalnya terganggu ambiguitasnya berubah dan inisialisasi yang baru diperlukan. Akhirnya gangguan yang mungkin terjadi pada sinyal terpisah melalui perbedaan antara2 persamaan dari dua diferensial (disebut persamaan pada 3 diferensial) dan dengan mempertahankan keberlangsungannya, kuantitas ambiguitas yangtidak diketahui diabaikan.

2.1.2.3. Penentuan posisi secara diferensialPenentuan posisi secara diferensial sama seperti penentuan posisi secara

absolut tetapi memiliki koreksi pada pseudo-range pada real time atau pada waktu delay, dipancarkan atau disimpan oleh receiver yang dipasang pada titik dari koordinat absolut yang diketahui. Remote receiver digunakan, pada real time atau pada waktu delay, koreksi pada pengukuran pseudo-range atau fase berpengaruh dan kemudian dihitung posisi absolutnya yang benar, meningkatkan akurasi dari koordinat.

2.1.3. Kinerja dari sistem dan sumber-sumber kesalahanTerkait dengan prinsip penentuan posisi secara diferensial, GPS diklasifikasikan

menurut derajat akurasi yang berbeda:a. Absolut (SPS) dengan pengukuran kode C/A pada gelombang L1;b. Absolut (PPS) dengan pengukuran kode P (Y) pada gelombang L1 atau L2;c. Relatif dengan pengukuran pada fase statis;d. Relatif dengan pengukuran fase (RTK);e. Diferensial dengan pengukuran kode fase (DGPS);f. Diferensial dengan pengukuran kode pengangkut (RTK DGPS).Elemen (sumber kesalahan) yang mana sangat berpengaruh pada kinerja sistem

adalah:a. Kesalahan jam satelit dan receiver (offset dan drift);b. Kesalahan orbit (ketidaksempurnaan data Ephemeris);c. Delay ketika perambatan sinyal melalui atmosfer dikarenakan refraksi dari

ionosfer dan troposfer, yang berdampak pada sinyal adalah pengaruh yang dipikirkan pada penggunaan receiver dengan dual frekuensi;

d. Kesalahan troposfer. Kelembaban termasuk dalam kesalahan ini. Kelembaban dapat memperlambat waktu sinyal dengan perkiraan mencapai 3 m. Satelit dibawah horison akan memancarkan sinyal melewati permukaan bumimelalui troposfer; sementara hal itu langsung dipancarkan melalui troposfer 73yang lebih sedikit. Menutup sudut horison sampai 15° dapat meminimalisasikesalahan troposfer. Jika menutup banyak satelit, diturunkan menjadi 10°masih dimungkinkan. Model manufaktur dari delay troposferik pada

M-13

perangkat lunak; ujicoba telah dilakukan bahwa model troposferik tersebut bekerja dengan baik.

e. Kesalahan ionosferik. Sunspot dan fenomena elektromagnetik lainnya menyebabkan pada kesalahan pengukuran jarak GPS sampai 30 m ketika siang dan 6 meter ketika malam. Kesalahan tersebut tidak dapat diprediksi tetapi dapat diestimasi. Kesalahan ionosferik diperkirakan sama pada receiver referensi sebagaimana pada receiver kapal. Perkiraan ini adalah suara untuk jarng GPS ketika stasiunnya terpisah beberapa mil laut. Model ionosferik telah diimplementasikan untuk receiver dual frekuensi.

f. Multipath. Multipath adalah penerimaan dari pantulan sinyal pada tempat sinyal langsung. Pantulan dapat terjadi dibawah maupun diatas antena. Besaran multipath kecil pada air dibandingkan pada daratan, tetapi tetap ada dan selalu berubah-ubah. Peletakan receiver antena GPS harus mengindari wilayah dimana multipath kemungkinan besar akan terjadi (seperti cerukan bebatuan, atap baja, atap yang dilengkapi AC atau pemanas, bangunan, mobil, kapal, dll). Menambah tinggi antena merupakan salah satu cara untuk mereduksi multipath pada stasiun referensi. Peristiwa multipath pada jarak satelit dapat bertahan beberapa menit. Menutup sinyal satelit dari horison sampai 15° juga akan mereduksi multipath.

g. Konfigurasi geometrik satelit yang digunakan untuk penentuan posisi, dinamakan GDOP (Geometrical Dilution of Precision). GDOP dibagi dengan tujuan ini menjadi dua indikasi (PDOP dan TODP) yang mana telah dikenalkan untuk mempertahankan derajat kontrol kualitas. Yang paling umum dinamakan PDOP (Position Dilution of Precision), bertolak belakang secara proporsional terhadap konfigurasi yang sangat baik, yang mana dibagi menjadi dua komponen untuk tujuan kontrol; vertikal atau VDOP (Vertical Dilution of Precision) dan horisontal atau HDOP (Horizontal Dilution of Precision) yang umumnya digunakan; kadang-kadang rasio HDOP/PDOP diperhitungkan (untuk kontrol horisontal lihat bab 7).

h. Kesalahan dengan sengaja, untuk mengurangi performa pengukuran pseudo- range pada data posisi satelit, dapat dikatakan sebagai pemisahan dari pengelola sistem. Prosedur tersebut, dinamakan Selective Availability (S/A), menghasilkan ketidakpastian dalam penentuan posisi melalui perhitungan pseudo-range dalam kisaran 100 meter, hal ini telah dihilangkan pada 1 Mei2000. Operasi diferensial dapat mengeliminasi S/A. Bahkan dengan S/A yang diset nol, DGPS masih diperlukan untuk beberapa aplikasi survey hidrografi.

2.1.4. Teknik penjejakan GPS dan pengambilan sinyal2.1.4.1. Teknik Tracking

Dua model umum pada dasarnya digunakan untuk menghitung jarak antara satelit NAVSTAR GPS dan antena penerima di bumi. Pengukuran ini dibuat dari teknik perbandingan fase sinyal satelit. Frekuensi pengangkut fase atau fase dari modulasi kode digital pada fase pengangkut dapat ditrack untuk menyelesaikan jarak antara satelit dan receiver. Akurasi posisi resultannyatergantung pada teknik tracking yang digunakan. 74

Dua fase teknik tracking ini adalah:• Penjejakan fase pengangkut;

• Penjejakan kode fase.

M-13

M-13

Satelit GPS pada kenyataannya memancar pada dua frekuensi pengangkut; L1 pada 1575, 42 MHz (panjang gelombang 19 cm) dan L2 pada 1227,60MHz (panjang gelombang 24 cm). Modulasi pada frekuensi tersebut adalah kode Coarse Acquisition (C/A) (panjang gelombang 300 m) dan Precise (P) (panjang gelombang 30 m). Pada tambahan, pesan navigasi satelit sebesar 50 bps mengandung ephemeris satelit serta keadaan kesehatan pada tiap satelit yang dipancarkan. Kode C/A dan P tersedia pada frekuensi L1. Hanya kode P yang terdapat pada frekuensi L2. Frekuensi yang lebih tinggi dari sinyal pengangkut (band L) yang memiliki panjang gelombang 19 dan 24 cm dari jarak manapun dapat diselesaikan melalui perangkat lunak post-processing hingga mencapai 2 mm. Kode modulasi memiliki panjang gelombang 300 m dan hanya menghasilkan akurasi jarak mencapai 1 m. Kedua metode penjejakan ini memiliki penerapan pada survey hidrografi dan konvensional.

2.1.4.2. Teknik Pengambilan SinyalProsedur pengambilan memiliki karakteristik dan akurasi yang berbeda;

saling terhubung dengan setiap pendekatan dari penanganan sinyal. Antara lain:

a. Berdiri sendiri: Posisi absolut satu titik dengan pseudo-range pada sistem referensi geodetik WGS84. Akurasi absolut, mencapai tingkat kepercayaan 95%, antara 10 dan 30 m untuk SPS (Standard Positioning Service) dan antara 5 dan 15 untuk PPS (Precise Positioning Service). Penggunaannya hanya sebatas untuk navigasi

b. Diferensial (DGPS): koreksi diferensial, dihitung dalam stasiun referensi pada posisi yang diketahui, digunakan pada posisi absolut yang dihasilkan dengan receiver yang berdiri sendiri. Koreksi pada kode atau fase, seperti dijelaskan sebelumnya, dapat dipancarkan dari radio maupun telepon selular, bertemu denga protokol RTCM, dan digunakan pada real time, ataupun disimpan pada stasiun referensi dan digunakan ketika post-procesing dengan perangkat lunak yang cocok.

6.1.4.2 Teknik Akuisisi Sinyal

Prosedur akuisisi memiliki karakteristik dan akurasi yang berbeda, relative terhadap pendekatan pada penanganan sinyal. Berikut adalah prosedur akuisisi :

a. Stand-Alone : posisi absolut suatu titik dengan pseudo-range pada sistem referensi WGS84.Akurasi absolut, pada 95% level konfidensi, antara 10 dan 30 meter untuk SPS (Standard Positioning Service) dan antara 5 dan 15 untuk PPS (Precise Positioning Servis). Teknik ini hanya digunakan untuk navigasi.

b. Differential (DGPS) : koreksi diferensial, menghitung di sebuah stasiun referensi pada posisi yang diketahui, ini diterapkan pada posisi absolut yang dihasilkan oleh sebuah receiver atau penerima prosedur stand-alone. Koreksi kode atau fase, seperti yang dijelaskan sebelumnya,dapat ditransmisikan menggunakan radio atau telepon genggam, terhubung dengan protocol 75RTCM, dan diterapkan secara real time atau langsung, atau disimpan di stasiun referensi danditerapkan selama post processing dengan software yang sesuai. Berikut adalah tabel rentang dan akurasi :

Metode WaktuPengukuran

Panjang base Akurasi Rentangwaktu(detik)

Keterangan

Static >1/2 jam1 jam Antara 3 hingga 4 jam

10 kms20/30 kms>100 kms

10-6 hingga 10-8

(dari panjangbaseline)

15-60 Dual frekuensibila denganbase (20 kms)

Rapid Static 20-30 menit(L1s), 6-8 menit (L2)

<10-15 kms 10-6 (daripanjangbaseline)

5-15 Untukkeperluan konfigurasi satelit yang baik

Stop and GoKinematic

<1 menit Beberapa kms<10 kms

Sentimetrik 1-5 Membutuhkanhubungan kontinyu dengan inisialisasi satelit :-hingga 30 menit: L1-5/6 menit: L1+L2-On the Fly

M-13

Pelacakan Koreksi Rentang Jarak antar Stasiun AkurasiFase kode Beberapa ratus km Beberapa meterFase Carrier (pembawa) Sekitar 10 km Beberapa sentimeter

c. Relative : ujung koordinat baseline, yang menghubungkan posisi yang didalamnya termasuk stasiun, harus dideterminasikan. Perhitungan ini didapatkan melalui post processing menggunakan metode double differences, koreksi data diperoleh pada fase sinyal GPS di pusat dan penerima. Berikut adalah metode pokok dari prosedur ini :Teknik AplikasiStatis Kerangka referensi akurasi tinggiRapid Static (Statik Singkat) Kerangka referensi dengan akurasi rendahStop and Go Kinematic Titik fidusial, survei detilContinue Kinematic Trajektori, monitoring berkelanjutan

Estimasi waktu akuisisi dan interval pengambilan sampel merupakan pembeda pada suatu metode. Tingkatannya harus memiliki kompromi atau diterima dengan bagus antara permintaan pengukuran dan ukuran file untuk memproses akuisisi dan interval pengambilan data. Sebagai contoh, untuk aplikasi statis dengan periode akuisisi yang lama, ini umum untuk sampel dengan interval 15 atau 30 detik. Untuk aplikasi kinematik, aplikasi tersebut diperlukan untuk mengurangi interval ini, umumnya turun 1 detik. Nilai ini menunjukkan interval batas sampel pada banyak penerima. Alat penerima pada saat ini dapat melakukan pengukuran dengan frekuensi 20 Hz. Metode, teknik akuisisi danpenggunaan dirangkum pada tabel berikut ini :

76

M-13

(OTF): L1+L2ContinuousKinematic

Kontinyu Beberapa kms Sentimetrik 1-5 (20Hz) Sama sepertimetode stop and go

6.1.5 DGPS

Penempatan diferensial GPS merupakan teknik pada dua atau lebih receiver digunakan. Satu di stasiun referensi geodetik atau topografi dan satu pada stasiun rover yang menempati titik baru untuk dideterminasikan di vektor survei. Stasiun referensi menghitung Pseudo-Range Correction (PRC) dan variasinya di receiver stasiun rover atau dapat disimpan pada receiver stasiun referensi untuk diterapkan selama prosedur post-processing.

Ketika prosedur berjalan secara real time, koneksi antara dua stasiun (reference-rover) dihasilkan oleh modem radio atau modem telepon.

Dalam beberapa kasus, receiver yang jauh dan terpencil (saat real time) atau receiver/PC dengan perangkat lunak post-processing (waktu tidak langsung) menerapkan koreksi untuk pengukuran pseudo-range dan menghitung posisi titik tunggal dengan observasi tersebut.

6.1.5.1 DGPS dengan pengukuran kode:

Dari rangkaian waktu koreksi PRC, variasi RRC nya pada waktu dapat diukur dengan interpolasi numerik.

Rentang koreksi kode, untuk epoch yang berubah-ubah ‘t’, dapat dilakukan pendekatan secara berikut:

Dimana, untuk (t-t0), disebut latency, merupakan determinan untuk presisi positioning. Ini tidak lain dari diferensi waktu antara kalkulasi koreksi di receiver stasiun referensi dan penerapannya pada receiver stasiun rover.

Penerapan seperti koreksi jarak, clock error satelit hilang dari rumus pengukuran jarak. Efek perusak yang memungkinkan, disebabkan oleh penurunan yang disengaja pada data jam dan orbit dapat dihilangkan secara virtual. Mirip dengan kesalahan lainnya seperti refraksi ionosfer dan troposfer.

Oleh karena itu posisi receiver yang jauh atau terpencil dihitung dengan pseudo-range kode terkoreksi. Koreksi ini dapat ditransmisikan atau disimpan dengan protocol standar RTCM dan tekniknya dinamakan RTCM Differential GPS.

Koreksi pseudo-range dapat ditransmisikan pada penerima sinyal GPS dengan:

- Penerima stasiun referensi GPS diatur secara temporal pada titik kontor horizontal di dalam area survei atau dari stasiun permanen, dengan sebuah modem dengan frekuensi radio(UHF/VHF/HF) atau dengan teknik telepon (GSM/Satelit); 77

- Sistem diferensial GPS dengan area yang luas dengan servis berbayar, menggunakan tekniksiaran satelit untuk mengirimkan akurasi korektor GPS;

- Servis gratis oleh DGPS MSK Radiobeacon Navigation Service (DGPS Beacon IALA System);

M-13

- Servis gratis oleh servis satelit World Wide Area Augmentation System (FAA WAAS, EGNOS, GPS/GLONASS, MSAS)

Teknik tersebut melayani hasil yang sesuai untuk geo-referencing cepat pada detil yang signifikan di permukaan tanah.

6.1.5.2 DGPS dengan pengukuran fase

Teknik ini kesalahan jam (clock error) satelit dan kesalahan yang berhubungan dengan refraksi ionosfer dan troposfer dihilangkan. Koreksi jarak fase dapat ditransmisikan secara langsung oleh receiver stasiun referensi ke receiver stasiun rover melalui protokol RTCM atau melalui receiver pabrikan dengan format yang tepat. DGPS dengan pengukuran fase digunakan untuk aplikasi kinematic presisi secara langsung. Sasarannya adalah untuk menghilangkan waktu laten atau melakukan pengurangan kesalahan lebih banyak.

6.1.6 RTK

Penentuan posisi secara RTK dilakukan berdasarkan penggunaan setidaknya dua penerima sinyal GPS, satu sebagai stasiun referensi dan satu sebagai rover. Penerima pada stasiun referensi melakukan pengukuran satelit secara terbuka dan mentransmisi koreksi ke rover. Pada waktu yang sama, rover melakukan pengukuran pada satelit yang sama sambari memproses data yang diterima dari stasiun referensi. Pada dasarnya, stasiun referensi dan rover mengambil data pengukuran setiap detik, memberikan solusi pada posisi dengan frekuensi yang sama.

Menggunakan mode RTK, pengukuran yang dibuat dengan berdasarkan sinyal GPS yang membawa fase digunakan untuk mendapatkan akurasi hingga sentimeter.

Inisialisasi secara otomatis, disebut dengan OTF, adalah karakter umum dari penerima sinyal dengan mode RTK, dengan metode ini kedua stasiun membutuhkan setidaknya 5 satelit terbuka secara simultan. Seperti proses yang bertujuan untuk mengatasi ambiguitas fase. Secara inisial, rover menghasilkan FLT dengan akurasi metric. Ketika inisialisasi selesai, solusi menjadi bertipe FIX dan akurasi menjadi sentimetrik.

Jumlah dari posisi tipe FIX per detik, dihasilkan oleh sistem RTK, mendefinisikan dengan akurasi rute dari rover dapat ditunjukkan. Tingkat pembaruan diukur dalam satuan Hertz dan secara aktual dapat mendapatkan nilai 20Hz untuk beberapa penerima sinyal modern.

Data yang ditransmisikan dari stasiun referensi, diposisikan pada area survei atau dari stasiun permanen, pada rover dengan modem radio atau modem GSM, telah distandardisasi dengan protokol internasional bernama RTCM (Radio Technical Commision for Maritime service). Pesan dengan format ini membutuhkan tingkat nilai transmisi setidaknya 4800 bauds.

6.1.6.1 Mode Penentuan Posisi dengan RTK

Umumnya penerima GPS dengan kemampuan RTK memiliki 4 mode mendasar penentuan posisi:

a. Synchronised RTK (1Hz): teknik yang sering digunakan untuk mendapatkan akurasi sentimetrik antara receiver station dan mobile receiver. Biasanya tingkat pembaruan adalah 78 sebesar 1 Hz. Tingkat laten dari FIX dideterminasikan dalam bagian besar oleh transmisi data,dengan transmisi pada 4800 bauds yang diterima sekitar satu detik. RTK yang mensinkronkan

solusi menghasilkan akurasi paling tinggi yang dapat dicapai untuk mode RTK dan menyelaraskan dirinya sendiri dengan baik untuk aplikasi dinamis.

b. Fast Synchronised RTK ( 5 or 10 Hz): memiliki latensi dan akurasi dari mode RTK sebelumnya, tetapi memberikan solusi penentuan titik 5 hingga 10 kali setiap detik. Hasil yang memuaskan diperoleh ketika terkoneksi setidaknya 9600 bauds.

c. Low Latency RTK: memungkinkan akurasi hingga sentimeter hampir secara instan dikarenakan reduksi latensi sekitar 20 milidetik, yang memungkinkan solusi 20 FIX setiap detik. Teknik ini, mengeksploitasi secara drastis pada penurunan latensi.

d. Moving RTK Base-Line: berbeda dengan aplikasi RTK mayoritas, dimana stasiun referensi telah pasti pada titik dengan koordinat diketahui, teknik ini menggunakan pasangan receiver (referensi dan rover) yang keduanya berpindah. Mode ini tergantung pada orientasi determinasi dari receiver yang berpindah dimana dua receiver RTK diposisikan pada dua di luar batas dari base-line. Receiver stasiun referensi mentransmisikan pengukuran yang ditujukan kepada rover, yang menghitung solusi RTK tersinkronisasi pada 1 atau 5 atau 10Hz, dengan akurasi sentimetrik. Penentuan posisi secara absolut dari stasiun referensi, dan oleh karena itu juga pada rover, memiliki akurasi yang ekivalen pada penentuan posisi absolut dengan pengukuran kode. Jarak stasiun referensi dengan rover seharusnya tidak lebih jauh dari 1 km untuk mendapatkan hasil yang bagus.

6.1.7 Perlakuan data6.1.7.1 Proses komputasi pada penentuan posisi relative GPSPenentuan posisi relative GPS dilakukan menurut variasi fase dimana semua kuantitas diferensial yang sedang dianalisa digunakan. Ini biasanya dimulai dari solusi pendekatan yang ditingkatkan denga proses yang bervariasi.

Pada semua program pemroses data GPS adalah tahapan dasar dari perlakuan atau perawatan dini untuk mencari cycle slips dan menemukan data anomaly yang berasosiasi dengan coarse error. Perawatan dini yang baik untuk data adalah beracuan pada solusi final yang baik. Survei GPS dapat digambarkan pada sebuah nomor dari jalan atau cara; dapat ditunjukkan dengan dua atau lebih penerima sinyal, diberikan lebih banyak sesi dan hari pengukuran.

Pada banyak pendekatan umum meningkatkan single dependent bases tanpa mempertimbangkan korelasinya. Seperti strategi yang dieksploitasi dengan program prosesing mayoritas, karena ini menghasilkan hasil yang bagus diselaraskan pada kemudahan. Seperti pada semua program komputasi, dengan pendekatan linier pada kuadrat terkecil, ini diperlukan untuk keluar dari nilai pendekatan. Hal tersebut ditingkatkan langkah demi langkah oleh proses. Tahapan utama dari perawatan data adalah:

a. Solusi titik tunggal dengan mengukur kode:Solusi pendekatan dideduksi dengan pseudo-ranges pada kode C/A atau kode P jika ada.

b. Determinasi bersih melewati diferensial tunggal dari fase:Ini diperlukan untuk memutuskan base-line independen untuk dipertimbangkan dalamproses. 79

c. Perawatan data dengan rumus untuk diferensial rangkap tiga:

M-13

Dimulai dari koordinat pendekatan yang dihasilkan sebelumnya, ini penting untuk mendeterminasi komponen vektor base-line pada WGS84, tanpa membutuhkan pengetahuan ambiguitas fase.

d. Ekspansi untuk dual diferensial dan solusi dengan ambiguitas tidak tetap:Dimulai dengan posisi stasiun, deduksi dengan diferensial tiga rangkap, komponen vektor base-line dideterminasi lagi melalui proses iterasi, bersama dengan nilai ambiguitas fase relatif terhadap kombinasi variatif dari dua satelit dan dua receiver.

e. Memperbaiki ambiguitas pada sebuah nilai integer:Nilai dari ambiguitas fase ketika dideterminasikan pada dasarnya bukan integer, semua harus diperbaiki karenanya untuk nilai integer terdekat. Untuk melakukan ini, perangkat komputasi memeriksa standard deviasi parameter ambiguitas. Memverifikasi bahwa semua sama dengan fraksi kecil dari cycle.

f. Ekspansi pada dual diferensial dan solusi dengan ambiguitas tetap:Komponen dari vektor base-line dideterminasi kembali, dengan diketahuinya hubunga yang mengandung ambiguitas fase.

6.1.7.2 Uji statistic pada kualitas perluasan atau elaborasi

Kebenaran dari hasil kalkulasi base-line dapat dinilai sesuai dengan uji statistic;

a. Uji pada Rasio : ratio antara dua nilai yang lebih rendah dari varian, dihitung dari grup yang berbeda atau integer yang tetap; ini bernilai bila ambiguitas fase telah ditetapkan secara tepat. Proses penghitungan umumnya memisahkan lebih banyak nilai integer ambiguitas fase, untuk digunakan pada solusi FIX. Sebuah nilai Rasio >1.5 untuk pengukuran statik dan >3 untuk pengukuran kinematik dianggap dapat diterima.

b. Uji Varian dari kumpulan bobot: varian dari kumpula bobot, harus mirip pada nilai estimasi dan dibawah kondisi normal, menjadi sama dengan 1. Prosedurnya terdiri dari penghitungan varian dari ambang batas melalui sebuah uji dengan derajat kebebasan sama untuk nilai yang berganda.

6.2 Elektromagnetik

Karakteristik yang membangun performa dari sistem navigasi elektronik adalah:

a. Rentang dimana jarak maksimum dari stasiun yang dapat berguna untuk digunakan. Yang terutama diikat pada daya radiasi dan sensitivitas dari receiver, yang menyusun sebuah masalah teknik spesifik.

b. Presisi dan akurasi dengan sistem menghasilkan posisi dari kapal, dimana terkait dengan faktor yang seharusnya diapresiasi selama digunakan, dengan tujuan untuk mengetahuireliabilitas posisi.

80

Performa dari sebuah sistem, dalam relasi pada akurasi, membuat referensi pada dua indeks tertentu dari output:

M-13

a. Kemampuan mengulang atau akurasi yang berulang : adalah pengukura kapabilitas dari sistem untuk mengembalikan secara cepat perangkat berjalan untuk posisi yang sama. Ini dipengaruhi oleh kesalahan yang disengaja dari sebuah pengukuran dan geometri dari sistem.

b. Ramalan kemampuan : ini mengukur kemampuan dari sistem navigasi elektronik untuk meminimalisir ukuran diferensial antara pengukuran dan estimasi posisi yang dihasilkan dari kalkulasi.

6.2.1 Akurasi di posisi determinasi

Ketika akurasi sistem navigasi dihasilkan, ini telah sesuai untuk menentukan derajat reliabiitas yang dapat digunakan pada nilai serupa. Meskipun distribusi kesalahan lebih sering berbentuk eliptik dari pada sirkular, ini lebih simple untuk mengutip hanya satu parameter, dihasilkan dari radius pusat lingkaran pada titik yang dideterminasi.

Pelaut memiliki nilai persentasi dari kemungkinan yang berada di lingkaran lainnya. Dengan obyektif data yang dipertukarkan, ini penting untuk memperjelas metode statistik yang telah digunakan pada determinasi performa dan juga termasuk derajat reliability, menyatakan sebagai persentasi dari uji yang jatuh dalam lingkaran dengan radius yang dideterminasi.

Untuk pengukuran dua dimensional, parameternya umumnya memiliki dua nilai:

a. Circular Error Probable (CEP): radius dari lingkaran di mana terdapat sekitar 50%kemungkinan menemukan nilai yang tepat.

b. RMS atau DRMS: dengan asumsi dari persamaan dari standar deviasi sekitar dua dimensi, dari orthogonalitas antara sumbu x dan y, distribusi normal dan tidak berkorelasi dengan error,

Suara denyut akustik bergerak melalui kolom air dan menambrak dasar laut. Interaksi dengan lautHasil lantai refleksi, transmisi dan hamburan.

Energi yang dipantulkan yang kembali ke transduser, echo, dirasakan oleh transduser. kekuatan echo menurun dengan cepat dengan waktu, karena alasan itu echo secara otomatis disesuaikan sesuai dengan tingkat energi menggunakan Automatic Gain Control (AGC) diatur dalam pabrik dan Variable Waktu Gain (TVG) untuk mengkompensasi penurunan gema sebagai fungsi waktu. Setelahamplifikasi listrik sinyal akan diteruskan ke detektor amplop dan dibandingkan dengan pengaturan ambang batas untuk menyaring suara dari sinyal. Sinyal output isthen divisualisasikan atau direkam.

Resultan diamati adalah interval waktu antara pengiriman getaran dan penerimaan gema, t, menjadi diukur mendalam diberikan oleh:

Zm = ½ t c (3.39)81

dimana c adalah kecepatan suara rata-rata di kolom air.

5.1.1.1 parameter sounder Echo perlu diatur dengan benar untuk mendapatkan akurasi tinggi dan jelas catatan dasar laut. Parameter yang paling penting adalah:

M-13

a) Kekuatan - kekuatan untuk Rentang operasi dari echo sounder tergantung pada panjang getaran, frekuensi dan daya yang ditransmisikan. Untuk mengoptimalkan penggunaan echo sounder, daya yang ditransmisikan harus disimpan di nilai terendah sempurna dengan deteksi yang memadai. Peningkatan daya akan menghasilkan di tingkat tinggi gema tetapi juga dalam tingkat yang lebih tinggi dengung, menciptakan catatan buruk. The daya dibatasi oleh kavitasi 44 fenomena dan oleh stres pengereman transduser material.

b) Keuntungan- keuntungan memerlukan penguatan sinyal. Amplifikasi sinyal juga menguatkan kebisingan dan akibatnya catatan data mungkin yang tidak jelas. Disarankan bahwa gain disesuaikan sesuai dengan jenis dasar laut dan daya transmisi.

c) Register intensitas - Parameter ini digunakan dalam suara gema analog untuk menyesuaikan rekaman intensitas.

d) Panjang Denyut -Panjang deyut biasanya dipilih secara otomatis sebagai fungsi dari rentang operasi. Panjang denyut bertanggung jawab atas resolusi vertikal echo sounder, deyut pendek diperlukan untuk resolusi yang lebih baik. Mungkin perlu untuk meningkatkan panjang denyut di daerah dengan reflektifitas yang buruk atau dengan lereng curam. Di perairan dangkal, di mana resolusi yang lebih penting, denyut pendek harus digunakan. ini akan mengurangi kemungkinan gema palsu karena gema yang kuat.

e) Skala – kesesuaian untuk skala kedalaman dalam perekaman echo sounder. Luas dari perekaman di kertas yang sudah pasti ; oleh karena itu di skala kecil satu akan memiliki sebuah resolusi vertikalyang rendah.

f) tahapan skala - tahapan skala adalah satu jalan untuk mengatasi kekurangan dari perekaman resolusi dari jejak skala echo. Tahapan skala yang konsinsten dari perekaman hanya satu kedalman dimana harus di ubah,manual atau automanual, untuk mempertahankan perekaman dasar lat dengan resolusi vertikal yang baik tanpa masalh dengan kedalaman air. (gambar 3.21).

g) draf/ konsep – tahapan parameter ini untuk pencelupan dari transducer; dalam susunan untuk merekam kedalama dengan referensi untuk level air yang pada saat itu, draft atau konsep harus di set dan memenuhi standart sebelum memulai operasi survei dan secara teratur setelah itu.

h) Kecepatan kertas – kecepatan ini adalah terutama sangat penting dan harus lebih selektif untuk memastikan resolusi horizontal yang baik dari pengukuran kedalaman.

I)Kecepatan suara – ini adalah nilai dari kecepatan suara itu harus sesuai untuk rata-rata kecepatan suara di area operasi. Dalam survei dengan menuntut akurasi yang lebih, kecepatan suara harus di set untuk kecepatan suara di muka transducer atau untuk 1500 m/s dan setelah itu melakukan prosesing data, kedalaman harus terkoreksi benar dari menerapkan profil kecepatan suara yang terjadi.

Dalam analog echo sounder yang sudah lama, parameter ini tidak sesusai untuk kecepatan suara tetapi untuk nilai calibrasi mesi dan komponen elektro echo sounder untuk pengukuran koreksi kedalaman air.

82

M-13

‘

Gambar 3.21 “ Merekam Skala”

Prinsip-prinsip kerja umum SBES yang disebutkan di atas. Namun, adalah mungkin untuk mengidentifikasi dua jenis sounders gema, digital atau analog.

Analog echo sounder tradisional, yang diagram disajikan pada Gambar 3.22, memulai siklus dengan generasi pulsa listrik dan transmisi ledakan energi ke dalam air. setelah

penerimaan gema dan konversi menjadi energi listrik, sinyal tegangan rendah adalah pra-diperkuat dan diteruskan ke penguat rekaman, agar dapat direkam pada jejak gema, yang merupakan rekor grafis kedalaman pengukuran yang diperoleh oleh echo sounder dengan resolusi vertikal dan horisontal yang memadai. setelah merekam fase selesai, adalah mungkin untuk memulai siklus lain.

Gambar 3.22 “ Analog Echo Sounder – block diagram”

Echo Sounders hidrografi untuk perairan dangkal biasanya dibangun dengan dua saluran (rendah dan tinggi frekuensi). Rekaman simultan dari dua frekuensi memungkinkan pemisahan kembali dasar laut dari sedimen permukaan lembut dan batu yang mendasari karena impedansi akustik yang berbeda.

The echo sounder digital, lihat Gambar 3.23, bekerja dalam cara yang mirip dengan analog echo sounder untuk transmisi sinyal. Namun, selama penerimaan gema, sinyal yang diterima diperkuat sebagai fungsi waktu (time varying gain) dan melewati detektor amplop di mana ia akhirnya dikonversi ke digital Format, yang merupakan sinyal yang diproses untuk menentukan kedalaman.Hal ini memungkinkan informasi yang akan disimpan dan ditampilkan dalam beberapa format.

5.1.12 ketepatan dalam pengukuran kedalaman merupakan fungsi dari beberapa faktor, yang echosounder itu sendiri dan media. Biasanya, perlu untuk menghitung anggaran kesalahan berdasarkan

83

pada faktor (lihat 5.1.4).

M-13

5.1.1.3 Resolusi adalah kemampuan untuk memisahkan kembali dari dua atau lebih objek berdekatan; umumnya dinyatakan sebagai jarak minimum antara dua objek yang dapat dipisahkan. dalam kedalaman pengukuran, perhatian utama adalah resolusi vertikal dari echo sounder yang tergantung pada :

a) panjang gema – gema pulsa lebih besar memiliki resolusi yang lebih kecil (lihat 2.4.3). Dua benda di dalam sempit balok akan dicatat sebagai target sinyal jika mereka kurang dari setengah panjang pulsa terpisah; mereka akan diselesaikan sebagai dua gema terpisah jika mereka lebih dari setengah panjang pu lsa terpisah; b) sensitivitas dan resolusi media perekam; c) mengirimkan lebar balok.

Gambar 3.23 “ Digital Echo Sounder - blok diagram”

5.1.1.4 Frekuensi suatu echo sounder dipilih berdasarkan tujuan penggunaan peralatan, ie rentang kedalaman. Dalam beberapa kasus itu diinginkan untuk menggunakan perangkat yang sama di beberapa kedalaman, untuk itu Tujuan sounders gema mungkin memiliki lebih dari satu frekuensi dan transduser dalam rangka meningkatkan akuisisi data dan kualitas data.

Frekuensi sering dialokasikan untuk saluran. Pembunyi gema dengan dua saluran terutama digunakan di perairan dangkal dan pesisir; untuk perairan dalam, biasanya menggunakan frekuensi rendah tunggal.

5.1.2 Instalasi dan kalibrasi

Transduser dapat tetap di bawah lambung atau dipasang di samping atau di atas haluan. yang relevan pertimbangan adalah bahwa transduser harus ditempatkan, sejauh mungkin, jauh dari kapal sendiri sumber kebisingan, cukup dalam untuk menghindari kebisingan permukaan dan untuk tetap terendam bahkan di laut kasar. Hal ini

84yang juga sangat penting bahwa transducer yang aman tetap dan berorientasi vertikal. Hal inidiinginkan untuk kompensator tatangan dan posisi antena untuk berada di sumbu vertikal sama dengan transduser.

M-13

kalibrasi Echo sounder adalah tugas rutin yang terdiri dari menyesuaikan peralatan untuk memastikan benar pengukuran kedalaman. Kalibrasi dapat dilakukan dengan cek atau bar dengan transduser khusus. tujuannya adalah untuk mengatur parameter kecepatan suara sehingga dapat menyesuaikan komponen mekanik dan listrik. Ini juga dimungkinkan untuk memperbaiki kedalaman diukur selama pengolahan pasca dengan penerapan profil kecepatan suara. Di perairan dangkal, echo sounder kalibrasi untuk kecepatan suara rata-rata di kolom air mungkin dilakukan dengan cara berikut:

a) Bar cek terdiri dari menurunkan bar atau piring di bawah transduser di beberapa kedalaman (untuk Misalnya, setiap dua meter) baik merekam kesalahan mendalam untuk menerapkan setelah selama pengolahan data atau memaksa echo sounder untuk merekam kedalaman yang benar dari bar atau piring melalui penyesuaian parameter kecepatan suara (Gambar 3.24). Dalam kasus seperti nilai diadopsi untuk kalibrasi adalah nilai rata-rata dari pengamatan. Metode ini harus digunakan turun ke 20-30 meter. b) Kalibrasi transduser merupakan peralatan dirancang untuk melakukan kalibrasi mengetahui suatu yang tepat Panjang jalan. Prosedur kalibrasi terdiri dari membuat catatan echo sounder yang benar dua arah jalan di dalam transduser kalibrasi dengan penyesuaian kecepatan suara parameter. Kalibrasi transduser diturunkan ke beberapa kedalaman, masing-masing penyesuaian gema sounder, karena pengukuran yang dilakukan, hanya berlaku untuk kedalaman yang sesuai. Nilai kalibrasi yang digunakan harus mean dari semua pengamatan. Metode ini harus digunakan ke 20-30 meter.

Gambar 3.24 “ilustrasi Bar check”

c) Metode gabungan juga dapat digunakan dengan transduser kalibrasi dan kecepatan suara profiler. Metode ini biasanya digunakan untuk kedalaman lebih besar daripada yang dijelaskan di atas. dengan profil kecepatan suara dan penyesuaian kecepatan suara benar pada rancangan transduser, prosedur yang sama dengan yang dijelaskan dalam b) di atas diikuti. Dalam lebih sounders gema modern, parameter kecepatan suara diatur ke kecepatan suara yang sebenarnya.

Koreksi kedalaman dihitung selama pemrosesan data, dengan asumsi bahwa data itu dikumpulkan dengan menggunakan kecepatan suara benar pada rancangan transduser. Koreksi kedalaman didasarkan pada perbedaan antara kecepatan suara yang digunakan selama pengumpulan data dan harmonis berarti kecepatan suara dihitung dari profil kecepatan suara.

Untuk kedalaman lebih dari 200 meter, tidak diperlukan untuk memperbaiki kedalaman diukur untuk 85kecepatan suara, kecepatan suara standar 1500 m / s biasanya digunakan atau nilai-nilai dapat dipilihdari Tabel Mathews (N.P. 139).

5.1.3 Operasi dan pencatatan data

M-13

Pengoperasian echo sounders individu harus dirujuk ke operator manual mereka. Namun demikian, penting untuk menekankan aspek-aspek berikut:• Sebelum memulai survei perlu untuk mengkalibrasi echo sounder untuk aktualkecepatan suara;• Sebuah skala umum, cukup untuk kedalaman yang diharapkan, harus dipilih;• Saluran frekuensi harus dipilih sesuai dengan kemampuan jangkauan mereka;• Bila menggunakan analog echo sounder, adalah penting untuk mengatur gain dan rekaman intensitas untuk menghasilkan jejak dibaca.

5.1.4 Sumber kesalahan dan teknik kontrol kualitas

Kesalahan dalam penetuan kedalaman dapat menjadi 3 kategori : kesalahan kecil, kesalahan sistematik dan kesalahan acak.

Kesalahan adalah penggunaan istilah untuk menggambarkan kesalahan yang di buat dari mesin : ini disebabkan oleh kerusakan pada mesin atau komponen elekronik

Kesalahan sistematik adalah hasil dari offser (kesalahan pasti) atau bias (kesalahan itu dibawah kondisi yang berbeda) dalam pergerakan ketika melakukan surveydengan kapal, transducer yang tidak sejajar dan sensor sudut lainnya. Kesalahan ini dapat terkoreksi dengan mudah jika tanda dan ukuran kesalahan sistematik dapat di identifikasi. Kategori kesalahan dapat di tentukan dan di pindahkan dalam system kalibarasi

Setelah pemindahan kesalahan dan kesalahan sistematik dalam data kedalaman, kesalahan acak akan tetap dan ini dapat menjadi di analisis dengan menggunakan teknik statistik

Hidrografer harus hati hati dalam sumber kesalahan kedalaman dan dampak nya mereka. Dalam bagian pengidentifikasi beberapa kesalahan dan menampilkan penggunaan teknik yang umum untuk control kualitas.

5.1.4.1 Karena kemiringan dasar - Mempertimbangkan lereng dasar laut yang berbeda, pada Gambar3.25, yang kesalahan pada pengukuran kedalaman, dz, bergantung pada lebar balok dan kemiringan. Jika tidak ada koreksi diterapkan, kesalahan secara mendalam akan diberikan oleh:

Dimana Q/2 adalah setengah lebar sapuan sinar adalah kemiringan dari lantai dasar laut.

86

M-13

a) Kemiringan lebih sedikit satu setengah dari lebar sapuan sinar b) kemiringan lebih banyak satu setengah dari lebar sapuan sinar

Gambar 3.25 “ efek dari lebar sapuan sinar dan kemiringan lantai dasar laut dalampengukuran dan posisi kedalaman”

5.1.4.2 Karena suara kecepatan. Variasi kecepatan suara sulit untuk memantau dan menghasilkan, dalam satu balok sounders gema, kesalahan dalam pengukuran kedalaman (dzm), sebanding dengan suara rata-rata error kecepatan atau variasi (dc) dan kedalaman

87

M-13

REFERENSI

Luciano Surace

A. Cina

L. Costa

IHO

IHO

IHO

USACE

USACE

“La georeferenziazionedelle informazioni territoriali”1998

“GPS Principi Modalità eTecniche diPosizionamento”

“Topografia”

“Hydrographic Dictionary”S–32

“IHO Standards forHydrographicSurvey” S–44

“IHO Standards forHydrographicSurvey” Supplement to S–44

EM 1110-2-1003“Hydrographic Surveying”

EM 1110-1-1004“Geodetic and ControlSurveying”

Estratto dal "Bollettino di geodesiae scienze affini", 1998

Celid, Prima edizione –2000

Cooperativa LibrariaUniversitaria– Genova, Prima ristampa –2001

International Hydrographic Organization, Monaco, 5th edition –1994


International Hydrographic Organization, Monaco, Draftenclosed in letter IHB FileN.S3/7198 – 29 April 1998

U.S. Army Corps ofEngineers,Department of the Army, Washington, 1 January 2002

U.S. Army Corps of 88

Engineers,Department of the Army, Washington, 1 June 2002

M-13

USACE

USACE

NOAAMelvin J. UmbachRockville, Md.

EM 1110-1-1003“NAVSTAR Global Positioning System Surveying”

EM 1110-1-1005“Topographic Surveying”

“Hydrographic Manual”

U.S. Army Corps ofEngineers,Department of the Army, Washington, 1 July 2003

U.S. Army Corps ofEngineers,Department of the Army, Washington, 31 August1994

U.S. Department ofCommerceNational Oceanic andAtmospheric Administration (NOAA) National Ocean Service(NOS),Fourth Edition 4th July1976

Admiralty “Manual ofSurveying”

Hydrographic Hydrographic Department Admiralty (UKHO), Vol. I (1965)and Vol. II (1970)

Simo H. Laurila “Electronic practice”

Surveying in John Wiley & Sons, IncNew York (USA), January1983

Börje Forssell “Radio navigation system” Prentice Hall International(UK)Ltd, 1991

89

M-13

Luciano Surace

A. Cina

L. Costa

DAFTAR PUSTAKA

“La georeferenziazionedelleinformazioni territoriali”1998

“GPS Principi Modalità eTecniche diPosizionamento”

“Topografia”

Survey” S–44

Estratto dal "Bollettino di geodesiae scienze affini", 1998

Celid, Prima edizione –2000

Cooperativa LibrariaRomagna UniversitariaManoia G. – Genova, Prima ristampa –

“Manuale di Idrografia per 2001lacostruzione delle carte Accademia Navale di

II 3100. marine Livorno, terzaedizione – 1949

“Manuale dell’Ufficiale diRotta” I

Istituto Idrografico dellaMarina,

NorMas Genova, Quinta edizione –FC 1028. 1992 /

“Norme di Massima per i Prima ristampa – 1998RilieviIdrografici” Istituto Idrografico della

Admiralty Marina,Genova, Seconda edizione –

“Manual of Hydrographic 1978Surveying”

Hydrographic DepartmentIHO Admiralty (UKHO), Vol. I

(1965)“Hydrographic Dictionary” and Vol. II (1970)S–32

IHO

“IHO Standards forHydrographic

International Hydrographic 90Organization, Monaco, 5thedition –1994

M-13


IHO

USACE

USACE

USACE

NOAAMelvin J. UmbachRockville, Md.

NOAA

Luigi Sinapi

“IHO Standards forHydrographicSurvey” Supplement to S–44

EM 1110-2-1003“Hydrographic Surveying”

EM 1110-1-1004“Geodetic and ControlSurveying”1st June 2002

EM 1110-1-1005“Topographic Surveying”

“Hydrographic Manual”

NOS Hydrographic Surveys “Specifications and Deliverables”

“Lezioni di Idrografiateorica edoperativa”

International Hydrographic Organization, Monaco, Draftenclosed in letter IHB FileN.S3/7198 – 29 April 1998

U.S. Army Corps ofEngineers,Department of the Army, Washington, 1st January2002

U.S. Army Corps ofEngineers,Department of the Army, Washington.

U.S. Army Corps ofEngineers,Department of the Army, Washington, 31 August1994

U.S. Department ofCommerceNational Oceanic andAtmospheric Administration (NOAA) National Ocean Service (NOS),Fourth Edition 4th July1976

U.S. Department ofCommerceNational Oceanic and 91AtmosphericAdministration (NOAA) National Ocean Service (NOS),

M-13

March 2003

Napoli, A.A. 2002/2003

Simo H. Laurila

Simo H. Laurila

Börje Forssell

Alam E. Ingham

“Electronic Surveying andNavigation”

“Electronic Surveying in practice”

“Radio navigation system”

“Sea Surveying”

John Wiley & Sons, IncNew York (USA), 1976

John Wiley & Sons, IncNew York (USA), January1983

Prentice Hall International(UK)Ltd, 1991

John Wiley & Sons, IncNew York (USA), July 1974

92

M-13

BAB 3PENENTUAN KEDALAMAN

1. PENGENALAN

93

M-13

Penentuan kedalaman adalah tugas mendasar bagi seorang hidrografer, yang memerlukan pengetahuan khusus tentang media, akustik bawah air, dari kebanyakan perangkat yang tersedia untuk pengukuran kedalaman, dari sensor komplementer untuk pengukuran letak dan ombak dan prosedur yang tepat untuk mencapai dan memenuhi standar yang direkomendasikan secara internasional untuk akurasi dan cakupan sebagaimana yang diuraikan dalam publikasi IHO S-44 Edisi ke-4.

Garis lead dan tiang pemeruman adalah metode awal yang digunakan untuk mengukur kedalaman air secara langsung. Prinsip-prinsip operasinya yang mudah memastikan penggunaanya secara terus- menerus selama berabad-abad.

Single beam echo sounder, yang berasal dari sonar militer, adalah pengembangan utama dan telah digunakan di survei hidrografi sejak pertengahan 1900-an.

Selama dekade terakhir, survei hidrografi telah mengalami perubahan konseptual secara mendalam teknologi pengukuran dan metodologi. Multibeam echo sounder (MBES) dan airborne laser sounding systems (ALS) sekarang menyediakan cakupan dasar laut dan pengukuran kedalaman secara hampir keseluruhan. Tingginya tingkat kerapatan data dan akuisisi yang tinggi telah menyebabkan set data batimetri besar dan data pendukung banyak.

Keadaan seni peralatan pengukuran kedalaman dievaluasi oleh kelompok kerja dari S-44 [IHO, 1998]sebagai berikut:

"Single beam echo sounder telah mencapai akurasi sub-desimeter di perairan dangkal. Pasar menawarkan berbagai peralatan dengan frekuensi yang berbeda, tingkat pulsa dll dan memiliki mungkin untuk memenuhi sebagian besar kebutuhan pengguna, khususnya, hidrografer. (...)

Teknologi multibeam echo sounder berkembang pesat dan menawarkan potensi besar untuk pencarian dasar laut yang akurat dan menyeluruh jika digunakan dengan prosedur yang tepat dan dengan ketentuan bahwa resolusi sistem tersebut cukup untuk deteksi yang tepat dari bahaya navigasi.

Airborne laser sounding adalah sebuah teknologi baru yang dapat menawarkan keuntungan produktivitas substansial untuk survei di perairan dangkal dan jernih. Sistem laser Airborne mampu mengukur kedalaman 50 m atau lebih. "

Meskipun dengan banyaknya teknologi-teknologi baru tersebut, single beam echo sounder (SBES) masih tetap, untuk saat ini, peralatan tradisional yang digunakan pada survei hidrografi di seluruh dunia. Echo sounder ini juga telah berevolusi dari analog ke digital recording, dengan presisi yang lebih besar dan akurasi yang lebih tinggi dan dengan spesifik fitur yang memungkinkan lebih banyak jenis tujuan yang harus dipenuhi. Penggunaan echo sounder digital bersama dengan sensor gerak, sistem penentuan posisi satelit (seperti GPS) dan perangkat lunak untuk akuisisi data memiliki dikombinasikan untuk mengoptimalkan produktivitas dengan pengurangan yang sesuai pada personiluntuk operasi survei.

94MBES telah menjadi alat yang berharga untuk penentuan kedalaman saat ensonifikasi dasar laut yangmenyeluruh diperlukan. Peningkatan jumlah National Hydrographic Offices (NHO) telah mengadopsi teknologi multibeam sebagai metodologi pilihan untuk pengumpulan data batimetri untuk produksi peta baru. Penerimaan data multibeam untuk digunakan dalam peta laut yang diterbitkan adalah tanda

M-13

tumbuhnya kepercayaan dalam teknologi. Meskipun kemampuan mengesankan mereka, sangat penting bahwa perencana, operator dan pengecek memiliki pengetahuan mendalam tentang prinsip- prinsip operasi MBES, serta praktek dalam interpretasi data dan validasi.

Airborne laser sounding system sedang digunakan oleh beberapa NHO; sistem ini memiliki, sejauh ini, tingkar akuisisi data yang tinggi dan sangat cocok untuk wilayah dekat pantai dan wilayah perairan dangkal. Namun, biaya yang tinggi untuk aset yang terlibat dalam pengumpulan data dan operasi mereka saat ini tidak memungkinkan untuk digunakan secara lebih umum

Dalam Bab ini, pada Bagian 2 mencakup dasar-dasar akustik yang luas diperlukan untuk memahami gelombang akustik air laut dan karakteristik fisik, propagasi gelombang akustik dan parameter akustik. Bagian 3 berhadapan dengan sensor gerak. Bagian 4 meliputi karakteristik transduser, klasifikasi mereka denganhal pola beam, prinsip-prinsip operasi dan instalasi mereka. Bagian 5 menjelaskan sistem akustik dari single beam echo sounder dan sistem petak, baik multibeam dan interferometric sonars, berkaitan dengan karakteristik mereka, prinsip-prinsip operasi, instalasi dan penggunaan operasional. Akhirnya, Bagian 6 menjelaskan sistem non-akustik, seperti airborne laser dan sistem induksi elektromagnetik,jauh sistem penginderaan dan perangkat mekanik klasik.

Terminologi yang digunakan dalam bab ini berikut, sejauh mungkin, adalah Kamus Hidrografi [IHO SP-32 Edisi 5, 1994].

2. DASAR-DASAR SENSOR AKUSTIK DAN SENSOR GERAKAN

Air laut adalah media di mana pengukuran hidrografi biasanya terjadi, oleh karena itu pengetahuan sifat fisik air laut dan propagasi gelombang akustik penting bagi pemahaman penuh isi dan tujuan dari bab ini.

2.1 Gelombang akustik air laut dan karakteristik fisik

Meskipun gelombang elektromagnetik memiliki propagasi sangat baik dalam ruang hampa dan udara, mereka hampir tidak menembus atau menyebarkan melalui cairan. Namun, gelombang akustik, baik sonic atau ultra-sonic, mencapai penetrasi yang baik dan propagasi melalui semua media elastis sekali media ini dapat dibuat untuk bergetar bila terkena variasi tekanan. Sebagian besar sensor yang digunakan untuk kedalaman menggunakan penentuan akustik gelombang.

2.1.1 Medan akustik

Gelombang akustik terdiri dari variasi halus dari bidang tekanan di dalam air. Partikel air laut bergerak longitudinal, bolak-balik, ke arah propagasi gelombang, menghasilkan berdekatan daerah kompresi dan ekspansi, mirip dengan yang dihasilkan oleh gelombang longitudinal di sebuah bar.

Intensitas gelombang akustik, I, adalah jumlah energi per detik melintasi satuan luas. Intensitas akustik diberikan oleh :

95

dimana adalah kepadatan air, c adalah kecepatan suara dalam air dan adalah tekanan akustik efektif , yang diberikan oleh akar kuadrat dari amplitudo tekanan puncak, P, yaitu

M-13

Intensitas gelombang akustik dihitung dengan menggunakan tekanan akustik rata-rata daripada nilai sesaat. Tekanan akustik dan intensitas, karena variasi berbagai mereka, biasanya dinyatakan dalam logaritma sisik disebut tingkat tekanan dan intensitas, skala desibel menjadi logaritma yang paling umum skalanya.

Tingkat intensitas akustik, IL, diberikan oleh:

dimana adalah intensitas referensi.

Tingkat intensitas akustik alternatif diungkapkan dengan,

dimana adalah tekanan referensi31

2.1.2 Persamaan Sonar

Persamaan sonar32 digunakan untuk mempelajari dan mengekspresikan kemampuan deteksi dan kinerja dari alat echo sounder sebagai fungsi dari kondisi operasi [Urick, 1975].

Persamaan sonar untuk echo sounder mendefinisikan sinyal atau deteksi gema sebagai KelebihanEcho (EE),

di mana tingkat SL = sumber, TL = transmisi, tingkat NL = kebisingan, DI = indeks directivity, BS = kekuatan bawah hamburan dan DT = deteksi ambang batas. Pada bagian ini setiap istilah dari persamaan sonar disajikan dan dipelajari untuk memungkinkan pemahaman yang lebih baik terhadap proses yang terlibat dalam propagasi sinyal akustik dan deteksigema.

96

Intensitas gelombang akustik Ir pada jarak r dari pemancar diperoleh dengan,

M-13

30 Pascal (Pa) adalah satuan tekanan dalam Sistem Internasional (SI).31 Dalam akustik bawah air tekanan referensi biasanya diadopsi sebagai 1 μPa.32 Suara navigasi dan Mulai.Dimana adalah tekanan efektif pada r dari jarak sumber dan ρc adalah impedansi akustik33

(mempertimbangkan kecepatan suara 1500 m / s dan massa jenis air laut 1026 kg/ m3

impedansi akustik ρc = 1.54 ⋅106 kg / m2 s).

Sumber Level (SL) memberikan tingkat intensitas sinyal akustik yang disebut intensitas pesawat34

gelombang dengan akar kuadrat (rms) tekanan 1 μPa, untuk titik yang terletak 1 meter dari pusat sumber (transmitter), yaitu:

The Loss Transmisi (TL) memperhitungkan kerugian dari intensitas akustik karena geometri, yaitu

dari menyebarkan kerugian, sebanding dengan r2 dan kerugian karena penyerapan, sebanding dengan koefisien penyerapan, tergantung pada sifat air laut fisik dan kimia dan pada frekuensi akustik (lihat2.3.1).

Penyebaran kerugian disebabkan oleh geometri balok dengan bentuk kerucut (Gambar 3.1).kenaikan di wilayah menyebabkan penurunan daya per satuan luas.

Gambar. 3.1 "Menyebarkan kerugian akibat sinar geometri"

Kekuatan, Π, pulsa akustik sama dengan Intensitas x Area:97

M-13

dimana A1 = Ω⋅R12

dan A2 = Ω⋅R22

, Menjadi Ω sudut padat35

.

33 Impedansi akustik sesuai dengan ketahanan media untuk menyebarkan gelombang melalui itu, yaitu proporsionalitas faktor antara kecepatan dan tekanan akustik.

34 Gelombang Pesawat terjadi di wilayah kecil jauh dari sumber dimana gelombang depan (titik dimana getaran berada dalam fase), adalah sekitar pesawat dan memiliki perubahan diabaikan dalam amplitudo.

35 Sudut padat, Ω, adalah ruang tertutup oleh permukaan kerucut. Nilai, dinyatakan dalam steradian

(sr), diperoleh sebagai Ω = S / R2 , dimana S adalah permukaan bola dengan pusat di puncak kerucut dan jari-jari R.

Oleh karena itu, hubungan intensitas diberikan dengan :

Jika kita menganggap intensitas referensi di R1 = 1 m, jarak di mana tingkat sumber (SL) adalah ditentukan, rasio logaritma dari intensitas berkaitan dengan kerugian transmisi akibat penyebaran adalah:

Oleh karena itu, hilangnya transmisi diberikan oleh :

dimana r adalah jarak ke transduser dan koefisien penyerapan.

Noise Level (NL) tergantung pada lingkungan spektral tingkat kebisingan (N0) dan transduser bandwidth yang selama penerimaan (w),

98

Kebisingan di laut yang dihasilkan oleh beberapa sumber [Urick, 1975] seperti: gelombang, hujan, seismik aktivitas, thermal noise, organisme hidup dan buatan manusia.

M-13

Selain suara, itu juga penting untuk memperhitungkan gabungan pengaruh akustik backscattering energi yang diciptakan oleh berbagai badan laut; ini termasuk gelombang permukaan, gelembung udara, kehidupan laut, bahan dalam suspensi, dll Kontribusi ini dikenal sebagai Tingkat Gema (RL).

Transduser biasanya memiliki kapasitas untuk memusatkan energi dalam bentuk kerucut (Gambar3.2). ini properti dapat diukur, untuk persamaan sonar, sebagai rasio dari intensitas dalam berkas ke intensitas sumber titik omni directional dengan kekuatan yang sama.

Gambar. 3.2 "permukaan Ensonified dari sumber omni directional dan directional sumber"

124

Kekuatan, Π, pulsa akustik sama dengan (Intensitas x Lokasi). Oleh karena itu, mengingat kekuatan yang sama untuk sumber directional dan omni directional :

Rasio intensitas diberikan oleh :

dan Indeks Directivity (DI) diperoleh dengan:

Untuk sebuah array dengan panjang, L, dan panjang gelombang, λ, (dengan L >> λ) IndeksDirectivity diperoleh dengan

99

Energi akustik yang kembali dari dasar laut adalah energi yang digunakan oleh sistem sonar, seperti jarak jauh yang berarti digunakan untuk menyimpulkan beberapa sifat dasar laut. Pengetahuan tentang

M-13

sudut balok dan suara profil kecepatan di kolom air memungkinkan seseorang untuk mendapatkan kekuatan backscatter dikoreksi untuk penyerapan dan bola menyebar.

Setiap partikel di dasar laut dapat disamakan dengan sebuah reflektor dan dasar laut kembali sebagai jumlah energi kontribusi dari antarmuka air-dasar laut dan dari volume sedimen, karena beberapa energi penetrasi ke dalam sedimen. Namun, kontribusi dari volume sedimen kurang signifikan ketika menggunakan frekuensi tinggi.

Backscattering Strength (BS) biasanya digambarkan sebagai jumlah logaritma dari intrinsik kekuatan hamburan balik per satuan luas atau indeks backscatter (SB), yang tergantung pada reflektif sifat dasar laut dan efektif sesaat wilayah hamburan A, daerah dasar laut yang kontribusi untuk sinyal backscattered :

Batas-batas wilayah backscattering ditentukan oleh geometri balok, terutama oleh lebar balok (dari transmisi balok) ke arah sepanjang jalur pada kejadian normal atau nadir, φT, dan oleh balok lebar (dari menerima berkas) ke arah seberang-track di nadir, φR.

Untuk arah off-nadir, area backscattering dibatasi oleh lebar balok, φT, dan ditransmisikan pulsa panjang τ (Gambar 3.3). Dasar laut hamburan balik kekuatan dapat diberikan oleh:

di mana R adalah rentang miring dari transduser ke titik di dasar laut, c adalah kecepatan suara dan βadalah sudut balok dengan mengacu pada vertikal.

Koefisien backscatter, SB, biasanya sebagian tergantung pada sudut datang, yang terbesarVariasi yang dekat nadir dan biasanya mengikuti hukum Lambert [Urick, 1975 dan de Moustier,1993] ketergantungan pada sudut yang lebih besar dari insiden. Hal ini umum untuk mendefinisikan :

SB = BSN, untuk kejadian normal (β = 0 º)

SB = BSO⋅cos2

β, untuk kejadian miring (β> 10-25º)

Biasanya, BSN akan menjadi sekitar -15 dB dan BSO sekitar -30 dB. Nilai-nilai ini dapat berubahdalam waktu ± 10 dB atau bahkan lebih tergantung pada jenis dasar laut dan kekasaran.

Melihat jejak balok (area ensonified), Gambar 3.3, daerah ensonified seketika, A, adalahfungsi lebar balok ditransmisikan, φT. Jumlah sampel per batang tergantung pada samplingInterval (τS).

100

M-13

c = kecepatan suaraτ = panjang pulsa

Gambar. 3.3 "sampel Backscatter"

The Detection Threshold (DT) adalah sistem parameter yang tergantung untuk menetapkan tingkat terendah atas echo sounder yang dapat mendeteksi gema kembali.

2.1.3 Suhu

Suhu di permukaan laut bervariasi dengan posisi geografis di bumi, dengan musim dari tahun dan waktu dari hari [Pickard dan Emery, 1990]. Bidang distribusi suhu adalah kompleks satu dan tidak dapat diprediksi dengan akurasi yang cukup untuk survei hidrografi; melalui kolom air perilaku suhu juga sangat kompleks. Ketidakpastian tersebut membutuhkan suatu distribusi yang komprehensif dari profil kecepatan suara gips, baik temporal dan spasial, untuk mempertahankan yang mewakili dari profil kecepatan suara untuk daerah survey.

Pengukuran kedalaman cukup sensitif untuk variasi dari profil kecepatan suara; variasi dari satu derajat Celcius suhu diterjemahkan menjadi sekitar 4,5 m / s dalam variasi kecepatan suara.

Variasi temperatur merupakan faktor dominan untuk variasi kecepatan suara antara permukaan dan batas bawah termoklin36 , Setelah itu tekanan menjadi pengaruh utama.

2.1.4 Salinitas

Salinitas adalah ukuran kuantitas garam terlarut dan mineral lainnya di dalam air laut. Hal ini

101

M-13

biasanya didefinisikan sebagai jumlah total padatan terlarut dalam air laut di bagian per seribu (ppt atau ‰) berat.

Dalam prakteknya, salinitas tidak ditentukan secara langsung tetapi dihitung dari chlorinity, konduktivitas listrik, indeks bias atau beberapa properti lain yang hubungannya dengan salinitas mapan. Sebagai hasil dari Hukum Ketetapan dari Proporsi, tingkat chlorinity dalam sampel air laut

digunakan untuk membangun salinitas sampel37 .

Rata-rata salinitas air laut adalah sekitar 35 ‰. Tingkat variasi kecepatan suara sekitar 1,3 m / s untuk 1 ‰ perubahan salinitas. Biasanya salinitas diukur dengan cor CTD (Konduktivitas, Suhu dan Depth) menggunakan konduktivitas listrik diamati, lihat 2.2.1.2.

2.1.5 Tekanan

Tekanan juga berdampak signifikan pada variasi kecepatan suara. Tekanan merupakan fungsi dari kedalaman dan laju perubahan kecepatan suara adalah sekitar 1,6 m / s untuk setiap perubahan 10

atmosfer, yaitu sekitar 100 meter kedalaman air38.

Tekanan memiliki pengaruh besar pada kecepatan suara di air dalam.

2.1.6 Densitas

Massa jenis air tergantung pada parameter sebelumnya, yaitu suhu, salinitas dan tekanan.

Lima puluh persen dari perairan laut memiliki kerapatan antara 1027,7 dan 1027,9 kg / m3 . Pengaruh terbesar pada kepadatan adalah kompresibilitas dengan kedalaman. Air dengan kerapatan 1.028 kg /

m3 di permukaan akan memiliki kepadatan 1.051 kg / m3 pada kedalaman 5000 meter.

36 Termoklin juga disebut lapisan diskontinuitas atau lapisan termal. Termoklin sesuai dengan gradien vertikal negatif suhu dalam beberapa lapisan kolom air, yang lumayan lebih besar dari gradien atas dan di bawahnya. The thermoclines utama di laut yang baik musiman, akibat pemanasan air permukaan di musim panas, atau permanen.

37 Sebuah komite bersama (IAPO, UNESCO, ICES, dan SCOR) mengusulkan penerapan universal persamaan berikut untuk menentukan salinitas dari chlorinity: S = 1,80655 Cl.

38 Hal ini diperoleh dengan prinsip hidrostatik, yaitu, p (z) = p 0 + Ρgz.

2.2 Salinitas, Suhu, dan Penentuan Velocity Suara

Sub bagian ini menjelaskan instrumentasi yang digunakan untuk salinitas, suhu dan kecepatan suara serta prinsip-prinsip operasi mereka dan perhitungan untuk kecepatan suara rata-rata.

102

M-13

2.2.1 Instrumentasi

2.2.1.1 S o und V e l o c it y P r o f i l er adalah instrumen yang paling umum digunakan untuk mengukur kecepatan suara profil melalui kolom air. Alat ini memiliki satu sensor tekanan untuk mengukur kedalaman, transduser dan reflektor jarak tertentu, d, terpisah. Kecepatan suara dihitung oleh persamaan c = 2d / At, di mana Δt adalah waktu tempuh dua arah sinyal akustik antara transduser dan reflektor (mirip dengan pengukuran kedalaman yang dilakukan oleh echo sounder).

2.2.1.2 C T D adalah instrumen elektronik dengan sensor untuk konduktivitas, suhu dan kedalaman ini instrumen mencatat salinitas dengan langsung mengukur konduktivitas listrik dari air laut. Kecepatan suara di dalam air bervariasi dengan elastisitas medium dan kepadatan, yang tergantung pada salinitas, suhu dan tekanan. Dengan informasi dari CTD (salinitas, suhu dan tekanan) adalah mungkin untuk menghitung kecepatan suara di air berdasarkan persamaan empiris. Satu persamaan sederhana dengan akurasi yang memadai disampaikan oleh Coppens [Kinsler et al, 1982.]:

dimana T adalah temperatur dalam derajat Celcius (º C), S adalah salinitas di bagian per seribu (ppt),

Z adalah kedalaman di km, dan Δ (Z) ≈16.3⋅Z + 0.18⋅Z2

.

Persamaan ini berlaku untuk lintang 45 º. Untuk lintang lainnya, Z dapat digantikan oleh

Z [1 - 0.0026⋅cos (2φ)], menjadi lintang φ .

2.2.1.3 Thermistors adalah elemen yang menghambat listrik berdasarkan pada suhu mereka, yang

tergantung pada jumlah radiasi panas39 yang jatuh dari atas laut. Rantai Thermistor digunakan untuk mengukur suhu air di beberapa kedalaman melalui kolom air. Rantai ini, biasanya ditambatkan, terdiri dari beberapa elemen termistor, jarak teratur sepanjang kabel. Sebuah data sampel logger setiap elemen berurutan dan mencatat suhu sebagai fungsi waktu.

2.2.2 Operasi Instrumen

Penting untuk keberhasilan operasi dari profiler kecepatan suara, sebelum penyebaran, profiler ini harus sebagai parameter yang benar dimasukkan dengan pengaturan perekaman yang diperlukan dan dikalibrasi dengan benar atmosfer mengimbangi untuk menghasilkan pengukuran kedalaman handal.

Perlu ditekankan bahwa, selama kalibrasi atmosfer, kecepatan profiler suara tidak boleh berada dalam kompartemen bertekanan atau kalibrasi akan menghasilkan bias imbang dan kedalaman sehinggasalah dalam pengukuran.

39 Tingkat radiasi panas diberikan oleh Hukum Stefan yang menyatakan bahwa tingkat emisi radiasi panas dari suatu objek sebanding dengan kekuatan keempat suhu mutlak.

103

M-13

Sebelum penyebaran, profiler harus di dalam air selama sekitar 15 menit untuk thermal

stabilisasi dan selama kecepatan cor suara, dianjurkan kecepatan penyebaran konstan

dipertahankan.

2.2.3 Pencatatan data dan pengolahan

Profil kecepatan suara harus diperbaiki dan hati-hati diperiksa untuk kedalaman anomali dan kecepatan suara

pembacaan.

Secara umum, profiler kecepatan merekam kedalaman dan kecepatan suara, baik ke bawah dan ke atas.

membuat profil akhir, meskipun hal ini tidak selalu diperlukan, dalam hal apapun pembacaan harus

dibandingkan dan informasi tambahan dihapus untuk memungkinkan pemilahan ke dalam urutan menaik atau menurun.

2.2.4 Suara perhitungan kecepatan

Setelah profil kecepatan suara telah divalidasi, dapat diterapkan ke file survei. perhitungan

digunakan untuk memperbaiki pengukuran kedalaman dengan data profil kecepatan suara.

Untuk beam dekat vertikal, kasus khusus dari singlbeam echo sounders , itu cukup akurat untuk menggunakan

kecepatan suara rata-rata di kolom air. Namun, jauh dari titik nadir, maka perlu untuk melakukan ray

tracing untuk memperhitungkan kelengkungan beam tersebut karena fenomena pembiasan dihadapi;ini adalah

prosedur yang digunakan dalam MBES (lihat 5.2.1.8.1).

Untuk sinyal yang dikirimkan secara vertikal (yaitu, ƒÆ0 = 0o), harmonik berarti kecepatan suara, chuntuk zn kedalaman

2.3 Propagasi suara air

Bagian ini berfokus pada propagasi suara yaitu redaman, refleksi, dan pembiasan. 104

2.3.1 Attenuation/Peredam

M-13

Redaman adalah hilangnya energi dari gelombang merambat karena penyerapan, spherical menyebar dan

penyebaran oleh partikel dalam kolom air.

Penyerapan adalah hasil dari disosiasi dan asosiasi dari beberapa molekul dalam kolom air;

magnesium sulfat (MgSO4) merupakan sumber utama penyerapan air garam. Tingkat penyerapan

tergantung pada sifat fisik dan kimia air laut dan pada frekuensi akustik yang

ditransmisikan. Dari Gambar 3.4 dapat dilihat bahwa di atas frekuensi 100 kHz koefisien penyerapan

meningkat dengan meningkatnya suhu; dengan demikian, dapat diharapkan bahwa jangkauan sonarakan bervariasi dengan

suhu air.

Pada penyebaran tergantung pada geometri; untuk sudut padat energi akustik menyebar lebih ke

wilayah yang lebih luas sebagai jarak dari sumber meningkat.

Kedua risiko penyerapan dan menyebar secara spiral diperhitungkan dalam persamaan sonar

(lihat 2.1.2).

Namun, kerugian dari penyebaran tergantung pada partikel atau faktor faktor yang ada dalam kolomair; penyebaran

terutama karena organisme laut, sumber utama yang merupakan lapisan penyebaran dalam yang

terdiri dari lapisan plankton yang mendalam bervariasi sepanjang hari.

2.3.2 Refraksi dan refleksi

Refraksi adalah proses di mana arah perambatan gelombang akustik berubah karena

perubahan kecepatan suara dalam medium merambat atau sebagai energi melewati sebuah antarmuka,mewakili kecepatan diskontinuitas suara antara dua media yang.

Pertimbangkan dua medium (Gambar 3.5 dengan kecepatan suara yang berbeda, c1 dan c2; jika c1lebih besar dari c2, yang

arah 2.3 Propagasi gelombang akustik diubah dan sudut pancar akan lebih kecil dari sudut

kejadian. Sebaliknya, jika c1 lebih kecil dari c2, arah 2.3 Propagasi gelombang akustik berubah

dan sudut pancar akan lebih besar dari sudut insiden. Untuk kejadian yang normal tidak adapembiasan yang terjadi.

Untuk yang normal kejadian dan dasar laut, yang coefficient40 refleksi untuk tekanan, R, diperoleh 105dengan rasio tekanan amplitudo gelombang yang dipantulkan oleh tekanan amplitudo gelombanginsiden [Kinsler et al., 1982].

M-13

Hal ini juga memungkinkan untuk menentukan koefisien refleksi untuk kekuasaan dan intensitas. Untuk kejadian yang normal koefisien refleksi kekuasaan dan intensitas adalah kuadrat dari koefisien refleksi untuk tekanan.

Untuk kondisi umum, rasio intensitas akustik dipantulkan dan ditransmisikan terutama tergantung pada:

• Kontras antara impedansi akustik dari media;

• kekasaran dasar laut;

• frekuensi Acoustical.

2.4 parameter akustik

Karakteristik dari echo sounder ditentukan oleh transduser, yaitu directivity, beam tersebut

lebar, beam tersebut kemudi dan tingkat sisi lobus. Dalam ayat ini masing-masing parameter tersebut dianalisis.

2.4.1 Frekuensi

Echo Sounder frekuensi akustik adalah parameter yang menentukan jangkauan dan suara

penetrasi sedimen. Redaman sinyal akustik di dalam air sebanding dengan

frekuensi. Semakin tinggi frekuensi, semakin tinggi redaman akan dan, akibatnya, semakin rendah

jangkauan dan penetrasi ke dalam dasar laut. Lebar beam tersebut tergantung pada panjang gelombang akustik dan pada ukuran transduser. Untuk yang sama beam tersebut lebar frekuensi yanglebih rendah akan membutuhkan transduser yang lebih besar.

Frekuensi dari echo sounders batimetri biasanya:

• Perairan dangkal dari 100 meter: frekuensi tinggi dari 200 kHz;

• Perairan dangkal dari 1500 meter: frekuensi 50-200 kHz;

• Perairan lebih dari 1500 meter: frekuensi 12-50 kHz;

Frekuensi untuk echo sounders sedimen di bawah 8 kHz.

2.4.2 lebar Gelombang

Mengambil f0 sebagai frekuensi transmisi daya maksimum (frekuensi resonansi dan f1 dan f2 sebagai

frekuensi yang sesuai dengan salah satu setengah dari kekuatan itu, lebar pita adalah interval frekuensi 106antara

frekuensi ini (Gambar 3.6, yaitu 2 1 W = f – f

M-13

Dari definisi di atas kita dapat melihat bahwa Q dan W bervariasi timbal balik. Oleh karena itu, untuk mengoptimalkan daya transmisi, transduser harus mengirimkan dekat dengan frekuensi resonansi dan karena itu memiliki lebar gelombang / band kecil, yaitu nilai faktor kualitas tinggi.

Selama penerimaan perlu memiliki diskriminasi yang baik dari sinyal lain. Meskipun, harus didefinisikan dengan baik dalam rentang frekuensi, lebar pita transducer harus memenuhi W ≥ 1 / τ, di mana τ adalah durasi pulsa / gelombang.

Solusinya dioptimalkan adalah memiliki transduser transmisi dengan Q yang tinggi dan penerimaan transduser beroperasi di frekuensi yang sama resonansi tetapi dengan Q yang rendah

2.4.3 Panjang Gelombang/Pulse

Panjang pulsa / gelombang menentukan energi ditransmisikan ke dalam air; untuk kekuatan yang sama, semakin lama panjang pulsa, maka semakin tinggi energi yang dimasukkan ke dalam air dan dengan demikian semakin besar rentang yang dapat dicapai dengan echo sounder.

Untuk mengambil keuntungan dari frekuensi resonansi transduser, durasi pulsa / gelombang harus setidaknya setengah nya periode alami. Kelemahan pulsa lagi adalah penurunan resolusi vertikal dari dua yang berdekatan fitur (Gambar 3.7).

3 SENSOR GERAK

Mampu memperbaiki kedalaman diamati dan posisi mereka untuk gerakan kapal, sikap yaitu (roll, pitch,dan arah menentukan adalah survei kualitas dan akurasi). Untuk tujuan ini sensor inersia dengan sensor arah (biasanya lang atau fluxgate kompasmenentukan atau sensor inersia dengan integrasi informasi GPS digunakan untuk mengukur pergerakan dan mengangkat kapal survei).

Sikap kapal terdiri dari tiga rotasi tentang tiga sumbu ortogonal konvensional didefinisikan untuk kapal). Selanjutnya disebut sistem pembuluh koordinasi didefinisikan sebagai sistem kanan dengan sumbu x menunjuk ke arah haluan, sumbu y menunjuk ke arah kanan dan sumbu z mengarah ke bawah). Dalam sistem referensi ini _ sesuai dengan rotasi terhadap sumbu x ( positif ketika kanan yang sisi bawahdi tentukan), sesuai dengan rotasi terhadap sumbu y (lapangan positif ketika busur menentukan, dan bergerak sesuai dengan rotasi terhadap sumbu z ( positif untuk rotasi searah jarum jammenentukan).

Untuk mengubah data yang dikumpulkan, mengacu pada kerangka acuan kapal, dengan sistem koordinasi lokal itu perlu untuk melakukan rotasi sesuai dengan sikap pergerakan kapal yang di rasakan).

Selanjutnya, berdasarkan konvensi, koordinat local Sistem didefinisikan sebagai sistem kiri dengan sumbu x menunjuk ke Timur, sumbu y menunjuk ke Utara, dan sumbu z mengarah ke bawah). Bagian berikutnya ini mencakup dasar-dasar motion sensing dan akurasi pengukuran).

3.1 Prinsip operasi

3.1.1 sensor Inertial

Sensor inersia atau Inertial Measurement Unit (IMU) adalah sensor yang paling umum digunakan dalam hidrografi untuk roll, pitch dan heave pengukuran. Sensor ini menerapkan hukum Newton

107

M-13

untuk gerak dan terdiri dari tiga akselerometer, dipasang di sumbu tri-ortogonal, dan tiga sensor tingkat sudut ditempatkan di kerangka yang sama yang dengan demikian mengalami gerakan sudut yang sama seperti kapal (tali bawah sistem).

Output dari tiga serangkai ini accelerometers memberikan estimasi yang baik dari vektor gravitasi, arah dari yang perpindahan sudut kecil kapal diukur. Tiga serangkai dari sudut tindakan sensor tingkat perpindahan sudut (yaitu, roll, pitch, ).

Heave / Pergerakan kapal ditentukan oleh integrasi ganda dari percepatan linear dirasakan oleh vertical akselerometer). Data dari akselerometer rendah-pass disaring untuk menghilangkan variasi frekuensi tinggi dari karena vertikal jelas membengkak, ternyata cepat atau variasi kecepatan mendadak. Di sisi lain, data dari sensor tingkat sudut tinggi-pass disaring untuk menghilangkan gerakan frekuensi rendah. Oleh karena itu filter output adalah sikap Platform dengan frekuensi di atas cut-off frekuensi yang dipilih (biasanya, cut-off frekuensi dari 5 sampai 20 detik dapat diterima).

Ketika kapal mengalami akselerasi yang sistematis, yang durasi melebihi waktu yang konstan dari low-pass filter diterapkan pada akselerometer, seperti bergantian lama atau variasi kecepatan, sentripetal yang atau percepatan tangensial dianggap sebagai percepatan horisontal berkepanjangan yang tidak dapat disaring oleh low-pass filter.

Hasilnya adalah defleksi vertikal jelas dari benar vertikal dengan kesalahan akibat pengukuran sudut (pitch dan roll). Kombinasi dari dua filter (rendah dan high-pass filter) dan hubungan antara kedua Gelombang Yang di lewati menetapkan karakteristik sensor). Pada sensor inersia, terutama untuk Pergerakan, sangat sensitif terhadap interval waktu yang digunakan untuk integrasi. Setara cut-off frekuensi harus disetel ke nilai yang memadai, untuk mendeteksi gelombang lebih lama tanpa membuang atau mengurangi yang lebih pendek.

3.1.2 sensor Inertial dengan integrasi informasi GPS

Integrasi informasi GPS menyediakan sarana untuk menentukan arah kapal melalui penggunaan dari dua antena GPS di garis dasar, biasanya berorientasi longitudinal haluan kapal. Kecepatan dan laju informasi gilirannya disediakan oleh receiver GPS dan oleh sensor tingkat sudut dapat digunakan untuk menghitung percepatan sentripetal. Dengan mempertimbangkan informasi ini, roll dan pitch pengukuran kompensasi untuk defleksi vertikal jelas. Output dari sensor ini roll dan pitch akurasi yang lebih tinggi yang tidak rentan terhadap apapun percepatan horizontal.

3.2 Roll, pitch, dan pengukuran angkat

Sejak pertengahan 1990-an, sensor gerak terjangkau dan akurat telah digunakan dalam hidrografi survei. Hal ini sekarang dianggap merupakan persyaratan penting tidak hanya untuk multibeam tetapi juga untuk singlbeam survei saat menggunakan sistem akuisisi data otomatis. Sensor ini digunakan untuk mengkompensasi gerak kapal untuk roll, pitch.

Kedalaman yang dihitung harus mempertimbangkan data dari sensor gerak, yaitu nilai dari goyangan dari kapal survei tentang sumbu longitudinal (rol - θR), nilai dari osilasi dari survei kapal tentang transversal sumbu (pitch - θP), pos kapal (α) dan osilasi vertical (heave) lihat Gambar 3.8 dan Lampiran A. 108

3.3 Heading / Arah

M-13

Pencatatan dan penerapan pos kapal sangat penting untuk sistem petak survei. Namun, untuk Survei single beam efek dari pos variasi (yaw / oleng) selama rotasi tidak signifikan jika posisi antena dan transduser terletak di sumbu vertikal yang sama. Ketika positioning antena dan transduser tidak dalam sumbu vertikal yang sama, untuk kedalaman akurat diposisikan, itu diperlukan untuk memperhitungkan pos kapal.

Untuk real-time pos pengukuran, beberapa metode dan peralatan yang tersedia, seperti: gyro kompas, kompas fluxgate dan carrier-fase DGPS. Pengukuran pos berdasarkan carrier-fase dilakukan dalam sensor inersia yang mengintegrasikan Informasi DGPS. Solusi ini memungkinkan untuk akurasi tinggi.

3.4 Akurasi pengukuran

Keakuratan roll, pitch, heave dan heading / arah harus tinggi dan se akurat mungkin. Gerak yang tersedia saat ini sensor cukup akurat untuk digunakan dalam hampir semua perintah survei. Namun, selama horisontal percepatan dari kapal survei, baik percepatan sentripetal dan tangensial, sensor inersia, ketika digunakan sendiri, memiliki bias pengukuran karena penyimpangan vertikal tampak.

Untuk MBES dianjurkan sensor inersia yang dikombinasikan dengan integrasi informasi DGPS sehingga efek dari percepatan horisontal dapat diminimalkan. Sistem akurasi Biasa, pada 95% tingkat kepercayaan, yang 0.05º untuk roll dan pitch, 0.2º untuk heading / arah dan 10 cm atau 10%.

Selama kapal berputar, pengukuran heave tedegradasi karena keceptan sentripetal. Biasanya dibutuhkan interval 10 menit untuk menunggu hingga memperoleh akurasi pengukuran setelah kapal stabil dan penetapan unit pengukuran.

4. TRANSDUCERSTransducers adalah salah satu komponen alat echosounder; adalah karakteristik transducers yang mendiktekan fitur operasi echosounder. Untuk itu perlu dipelajari cara operasinya, karakteristik dan isu terkait seperti: lebar sapuan, arah beam, instalasi, dan wilayah jangkauan.

Alat transducers digunakan untuk transmisi dan menerima sinyal akustik. Alat ini beroperasi dengan cara mengkonversi energy elektrik ke energy mekanik, contohnya transducers mengkonversi sinyal elektrik dari generator sinyal ke getaran longitudinal yang menyebar ke air sebagai tekanan gelombang [Seippel, 1983]. Selama penerimaan, sebaliknya, tekanan gelombang dikonversi ke sinyal elektrik.

4.1 Klasifikasi Berdasarkan OperasiTransducers diklasifikasi berdasarkan kegunaan operasinya, yaitu magnetostrictive, piezoelectric, dan electrostrictive.

4.1.1 MagnetostrictiveTransduser ini memiliki sumbu besi dengan kumparan nikel. A DC (arus searah) saat ini atau pulsa melalui sumbu menghasilkan medan magnet dalam kumparan yang menghasilkan kontraksi dan akibatnya pengurangan diameternya. Ketika arus listrik sepanjang sumbu berhenti kembali koil ke aslinya ukuran.

109

M-13

Penerapan AC (alternating current) sinyal menghasilkan kontraksi dan ekspansi sesuai dengan karakteristik sinyal diterapkan. Amplitudo getaran yang disebabkan akan maksimal jika frekuensi sama atau harmonis terkait dengan frekuensi alami bahan transduser atau frekuensi resonansi.

4.1.2 PiezoelectricTransduser ini terbuat dari dua piring dengan lapisan kristal kuarsa antara. Penerapan potensial listrik di seluruh pelat menghasilkan variasi ketebalan lapisan kuarsa (efek piezoelektrik). Perubahan potensial listrik menyebabkan getaran kuarsa dan akibatnya getaran seluruh unit. Timbal balik, kompresi mekanik dari kristal menghasilkan perbedaan potensial antara wajah kristal yang berlawanan. Amplitudo getaran akan maksimal jika frekuensi potensial listrik sesuai dengan frekuensi alami kuarsa.

4.1.3 ElectrostrictiveTransduser ini didasarkan pada prinsip yang sama dari transduser piezoelektrik. Namun, bahan yang digunakan (biasanya polikristalin keramik atau polimer sintetik tertentu) tidak memiliki alami karakteristik piezoelektrik, sehingga selama proses manufaktur mereka perlu terpolarisasi.

Transduser electrostrictive digunakan hampir secara eksklusif hari ini. Transduser ini lebih ringan, reversibel dan dapat diatur dalam array. Array ini dengan satu set elemen kecil, ketika benar diatur, memungkinkan, menurut teorema produk (lihat 4.2, persamaan 3.26), karakteristik mirip dengan tunggal sepotong transduser.

4.2 Lebar SapuanAmplitudo tekanan yang dihasilkan oleh transduser, dalam koordinat polar, diberikan oleh produk:

P(r, θ) P (r) h(θ)

Dimana θ adalah sudut disebut sumbu balok, garis amplitudo tekanan maksimum dan intensitas, r adalah berkisar dari titik tertentu untuk transduser, Pax (r) adalah amplitudo tekanan di sumbu balok akustik, dan h (θ) adalah faktor arah yang sesuai dengan kekuatan sinyal relatif. Faktor directional dinormalisasi untuk θ = 0, yaitu h (0) = 1, maka P (r, 0) P (r) = ax.Transduser directivity biasanya diwakili oleh diagram pola balok B (θ) = h2 (θ) atau dalam skala logaritmik sebagai: b () 10 log (B ())

20 log (h ()) 10 10 θ = ⋅ θ = ⋅ θ.

Transduser dapat dicirikan oleh lebar balok bw; ini umumnya didefinisikan oleh sudut pada -3

tingkat dB, artinya, aperture sudut sesuai dengan setengah kekuatan disebut balok sumbu bw =

2θ-3dB, lihat Gambar 3.9.

Pengukuran kedalaman dilakukan ke segala arah dalam kerucut didefinisikan oleh lebar balok.

Lebar balok berkaitan dengan dimensi fisik transduser dan frekuensi pulsa akustik. Misalnya, lebar balok di tingkat -3 dB dari transduser piston melingkar, dengan .Diameter D, dapat didekati dengan:

bw = 60 λ / D (degrees), (3. 22)

dan untuk transduser wajah persegi panjang, dengan panjang L dan lebar W, lebar balok di tingkat -3 dB di dua dimensi dapat didekati dengan masing-masing:

bw = 50 λ / L and bw = 50 λ / W (degrees), (3. 23)

110

M-13

Untuk array linier dari N elemen omni directional transduser, dengan jarak d terpisah, jumlah dari sinyal dari unsur-unsur menghasilkan pola balok diagram directional (gambar 3.10 dan 3.11).

Arah sumbu akustik tegak lurus ke wajah array transducer. Lebar balok, di -3 tingkat dB, diberikan sekitar oleh:

bw = 50 λ / ((N-1)d) (degrees) (3. 24)

dimana λ adalah panjang gelombang akustik.

Faktor directional dari array elemen transduser diberikan oleh [Kinsler et al, 1982.]:

Teorema Produk - adalah hukum akustik yang mendefinisikan faktor directional array N transduser unsur sebagai produk dari faktor arah dari elemen transduser oleh faktor arah dari array, yaitu

dan amplitudo tekanan diberikan oleh:

111

M-13

Untuk elemen linear, faktor directional adalah:

Faktor directional untuk array hanya berlaku untuk medan jauh, yaitu di daerah di mana dua gelombang yang dihasilkan oleh pusat dan elemen luar dari array yang sama memiliki perbedaan fasa yang lebih kecil dari 180 derajat.

di mana k adalah bilangan gelombang, yaitu k = 2π / λ.

Misalnya, untuk frekuensi 100 kHz dan sejumlah transduser linear dengan L = 0,5 m, medan jauh sesuai dengan jarak lebih dari 4,0 meter. Hal ini biasanya pembatasan untuk kedalaman minimum pengukuran.

Di bidang dekat, proses campur membuat representasi yang lebih kompleks dari tekanan akustik.

Transduser atau transduser Array balok sumbu normal ke wajah transduser. Untuk membentuk baloktidak normal ke wajah array, perlu untuk mengarahkan balok. Proses ini dicapai melalui balok kemuditeknik.

Satu array dengan N omni directional elemen dapat mengarahkan balok dengan memperkenalkan fase atau waktu tunda dalam setiap elemen. Yang sesuai Faktor directional adalah (Gambar 3.12):

112

M-13

Hasil persamaan ini adalah sumbu balok mengarahkan ke arah θax (Gambar 3.13)

Beam kemudi dapat dicapai dengan memperkenalkan penundaan waktu atau fase perbedaan elemen dari array (persamaan 3.31).

Beam kemudi memiliki dua tujuan: balok stabilisasi dan balok membentuk selama fase penerimaan.

Untuk balok stabilisasi, perlu untuk mengukur sudut mengacu pada arah normal ke array, yang waktu tunda yang diperoleh dari:

Selama beamforming, sinyal dari setiap elemen dari array disalin untuk setiap balok, waktu tunda diterapkan pada satu elemen dari saluran atau balok tertentu:

113

M-13

di mana i adalah urutan balok dan n adalah jumlah elemen transduser.

Mengingat dua elemen berdimensi transmisi pulsa dengan frekuensi yang sama tetapi dengan penundaan waktu, sumbu akustik yang mengarahkan ke arah mana front gelombang, datang dari dua unsur, tiba pada waktu yang sama (Gambar 3.14).

Lebar balok, biasanya didefinisikan di tingkat -3 dB, meningkat dengan sudut kemudi, yaitu

Karena bentuk kerucut sinar, saat dikemudikan, persimpangan dengan pesawat dari diasumsikan hasil dasar laut datar dalam footprint hiperbolik (Gambar 3.15).

Gambar. 3.15 "Linear (a) dan hiperbolik (b) jejak."

Lobus samping memiliki efek yang tidak diinginkan, seperti deteksi gema yang berhubungan denganpara lobus. ini adalah kasus umum untuk MBES menggunakan sudut balok besar di mana deteksi yang salah dibuat di titik nadir atau dalam kasus tempat berbatu (Gambar 3.16). Hasil efek ini dalam 114

bergelombang kontur batimetri yang kadang-kadang dapat diidentifikasi sebagai "omega" bentuk.Pengurangan Lobe sangat penting untuk keberhasilan operasi dari MBES; itu dicapai dengan

M-13

menggunakan fungsi shading, diterapkan selama gema enerimaan, sesuai dengan variabel gain diterapkan pada elemen transduser.

Mengingat semua elemen transduser dengan amplitudo yang sama, lobus samping akan memiliki sekitar -13 dB. Teknik yang digunakan untuk mengurangi lobus samping terdiri dari melapiskan jendela, yang menguatkan sinyal dari elemen yang berbeda dengan keuntungan yang berbeda. Jendela ini biasanya simetris ke pusat dari array.

The Dolph-Chebychev jendela cukup sering digunakan; jendela ini memiliki keuntungan dari mengoptimalkan tingkat lobus samping untuk lebar balok tertentu; menghasilkan tingkat amplitudo yang sama untuk semua lobus samping. Kerugian dari jendela superimposisi adalah penurunan resultan dari directivity.

Gambar. 3.16 "Pengukuran Kedalaman sesuai dengan sisi lobus memproduksi kedua penentuan kedalaman benar dan positioning. "

4.3 Klasifikasi dengan Regard untuk Beam

Sounders Echo dapat dibagi menjadi single beam dan multibeam. SBES mungkin memiliki transduser baik dengan bagian transduser tunggal atau array. MBES memiliki array transduser dibangun daribeberapa elemen. sebagai disebutkan sebelumnya, ini adalah hasil dari kebutuhan untuk balok

115

M-13

membentuk dalam berbagai arah dan, kadang-kadang, balok kemudi untuk mengimbangi sikapPlatform.

4.3.1 balok Tunggal

Balok tunggal hanya membutuhkan transduser, baik untuk pengiriman dan penerimaan, tapi array transducer mungkin digunakan terutama ketika stabilisasi diperlukan. Pengetahuan roll dan pitch sudut diperlukan untuk balok stabilisasi.

Beam lebar merupakan fungsi dari dimensi transduser dan panjang gelombang akustik. Semakin tinggi frekuensi dan lebih besar transduser, semakin sempit balok akan. Jadi untuk memiliki sinar sempit di frekuensi rendah, transduser besar diperlukan.

Transduser yang dipilih untuk SBES mungkin memiliki balok sempit ketika directivity tinggi diperlukan atau lebar balok ketika directivity bukanlah perhatian utama tetapi deteksi kedalaman minimum atau hambatan pada dasar laut adalah prioritas.

Balok lebar memiliki kapasitas untuk mendeteksi gema dalam sudut yang solid besar, yang berguna untuk deteksi bahaya ke menu membutuhkan penyelidikan lebih lanjut. Balok ini biasanya tidak menentu, untuk kondisi laut umum sikap transduser tidak berdampak pada pengukuran.

Di sisi lain, balok sempit, biasanya 2º untuk 5º, biasanya diperlukan untuk pemetaan resolusi tinggi (Gambar 3.17). Balok ini mungkin stabil untuk mengukur kedalaman vertikal di bawah transduser.

Gambar. 3.17 "Ilustrasi pengukuran kedalaman menggunakan sempit tunggal dan lebar balok."

4.3.2 Multibeam

MBES biasanya telah memisahkan array transduser untuk pengiriman dan penerimaan, yakni satu proyektor dan satu hidrofon, di mana yang pertama adalah berorientasi longitudinal dan yang kedua adalah berorientasi transversally ke busur kapal. Yang paling umum adalah untuk hanya memiliki satu berkas dikirimkan dengan bentuk kipas, sempit bersama melacak dan luas di seluruh jalur.

Penerimaan transduser membentuk beberapa balok, dalam arah yang telah ditetapkan, sempit di trek dan luas sepanjang lagu, menjamin, terlepas dari sikap platform survei, persimpangan antara transmisi dan balok penerimaan.

116

M-13

Pengurangan lobus samping sangat penting untuk pengukuran kedalaman yang benar dan posisiMBES. Hal ini umum untuk memiliki lobus sisi bawah -20 dB.

4.4 Klasifikasi dengan Regard untuk Instalasi

Instalasi dari transduser di kapal survei dapat dilakukan dengan beberapa cara. The keputusan tentang cara di mana transduser harus dipasang tergantung pada sistem portabilitas, menjaganya agar tetap bebas dari sumber-sumber kebisingan kapal, termasuk aliran air turbulen bawah keel, dan kebutuhan untuk menurunkannya

dekat dengan dasar laut. Instalasi transduser dapat keel dipasang, ditarik atau portabel. Masing-masing dijelaskan dalam paragraf berikut.

4.4.1 Keel mount

Ini adalah instalasi umum untuk balok dan multibeam transduser tunggal dalam kapal-kapal besar, terutama bagi mereka dirancang untuk survei air yang dalam.

Instalasi pada keel dapat opsional dipilih dari:

4.4.1.1 Siram mount

- Transduser dipasang dengan wajah pada bidang lambung. Pilihan ini digunakan baik dalam balok atau multibeam transduser tunggal. Keuntungannya adalah bahwa hal itu tidak memerlukan khusus Struktur untuk instalasi; Kerugian mungkin suara kapal.

4.4.1.2 Blister - Transduser dipasang dalam struktur dengan bentuk lambung kecil. Pilihan ini digunakan untuk baik transduser tunggal dan multibeam. Keuntungannya adalah pengurangan efek aliran air lambung pada transduser menghadapi; merugikan adalah kebutuhan untuk struktur khusus untuk instalasi.

4.4.1.3 Gondola - Transduser dipasang di gondola khusus berbentuk struktur (Gambar 3.18). ini Pilihan ini digunakan untuk transduser multibeam, terutama untuk operasi air yang dalam. keuntungan adalah pengurangan kebisingan kapal dan penghapusan lambung aliran air kebisingan di transduser wajah saat lewat di antara lambung dan gondola; kelemahan adalah kebutuhan untuk khusus Struktur untuk instalasi dan akibatnya peningkatan draft kapal dari urutan a meteran.

4.4.2 Ditarik

Instalasi transduser dalam ikan ditarik digunakan untuk memindai sisi sonars ketika adalah penting untuk memiliki baik stabilitas transduser, pengurangan kebisingan kapal dan kemampuan untuk menurunkan transduser dekat dengan dasar laut.

4.4.3 Portabel

Metode instalasi umum digunakan baik pada balok dan multibeam transduser tunggal dalam kecil kapal, khusus ditujukan untuk survei air dangkal. Instalasi ini dapat dicapai baik di sisi

117

M-13

atau lebih busur (Gambar 3.19) kapal. Struktur dukungan untuk transduser harus kaku dan tahan terhadap torsi.

Gambar. 3.18 "instalasi Gondola"

Gambar. 3.19 "Transducer instalasi melalui busur"

4.5 Cakupan

Cakupan dasar laut, yaitu daerah ensonified oleh SBES, adalah area di dalam balok, di mana tapak ukuran diberikan oleh (Gambar 3.20):

M-13

118

Gambar. 3.20 "Single cakupan beam"

Untuk sounders gema multibeam, daerah ensonified adalah hasil dari persimpangan yang ditransmisikan dan menerima pola balok dan tergantung pada sudut balok menunjuk, lebar balok, kedalaman dan kemiringan berarti dasar laut. Daerah ensonified untuk setiap balok dapat didekati dengan elips. Mengambil datar dan dasar laut diratakan, panjang elips ini ke arah kapal melintang kira-kira diberikan oleh a

mana z adalah kedalaman rata-rata, β adalah sudut balok menunjuk dan φR adalah lebar balok penerimaan di melintang arah kapal. Di hadapan lereng, didefinisikan oleh angleζ, panjang akustik footprint adalah sekitar:

Lebar atau dimensi elips jejak ke arah depan-belakang, untuk dasar laut yang datar, adalah sekitar diberikan oleh a,,

di mana φ T adalah lebar balok ditransmisikan.

Cakupan dasar laut adalah fungsi dari dimensi daerah ensonified, balok jarak acrosstrack, ping tingkat, kapal kecepatan, yaw, lapangan dan roll. dalam rangka untuk mencapai penuh cakupan dari dasar laut, yang ensonified daerah dari berturut-turut ping harus tumpang tindih satu lain, sehingga setiap tunggal titik pada yang dasar laut adalah ensonified, di setidaknya, oleh satu akustik pulsa.

Lebar yang petak untuk dasar laut datar yang diberikan,

dimana Δθ adalah cakupan sudut antara balok luar MBES, efektif digunakan untuk tujuan hidrografi.

5. SISTEM ACOUSTIC

Pada bagian ini, sistem akustik diterapkan dalam survei hidrografi dijelaskan. Sistem ini dibagi sesuai dengan kemampuan mereka untuk menutupi dasar laut, yaitu SBES dan sistem petak,baik multibeam atau sonar interferometric 43

119

M-13

5.1 Tunggal sounders balok gema

Maskapai sounders gema adalah perangkat untuk penentuan kedalaman dengan mengukur interval waktu antara emisi dari sonik atau pulsa ultrasonik dan kembalinya gaungnya dari dasar laut.

Secara tradisional, tujuan utama dari echo sounder adalah untuk menghasilkan resolusi yang konsisten dan tinggi vertikal profil dasar laut pada gema jejak. Jejak gema, setelah interpretasi hati-hati, adalah sampel dan digital secara manual untuk menghasilkan soundings.

Selama dekade terakhir, teknologi yang diterapkan di SBES telah semakin ditingkatkan dengan otomatis digitisers, perekam tanpa bagian yang bergerak dan penjelasan dari posisi pada jejak gema. Baru-baru ini, builtin komputer dan sinyal prosesor memiliki diperbolehkan more canggih nyata waktu sinyal pengolahan dan Data presentasi pada grafis warna menampilkan, agak dari kertas perekam.

5.1.1 Prinsip operasi

Sebuah echo sounder bekerja dengan mengkonversi energi listrik, dari generator pulsa, menjadi energi akustik. Sebagai transduser tidak mengirimkan ke segala arah, energi akustik diproyeksikan ke dalam air di bentuk balok berorientasi vertikal.

Suara denyut akustik bergerak melalui kolom air dan menambrak dasar laut. Interaksi dengan lautHasil lantai refleksi, transmisi dan hamburan.

Energi yang dipantulkan yang kembali ke transduser, echo, dirasakan oleh transduser. kekuatan echo menurun dengan cepat dengan waktu, karena alasan itu echo secara otomatis disesuaikan sesuai dengan tingkat energi menggunakan Automatic Gain Control (AGC) diatur dalam pabrik dan Variable Waktu Gain (TVG) untuk mengkompensasi penurunan gema sebagai fungsi waktu. Setelah amplifikasi listrik sinyal akan diteruskan ke detektor amplop dan dibandingkan dengan pengaturan ambang batas untuk menyaring suara dari sinyal. Sinyal output isthen divisualisasikan atau direkam.

Resultan diamati adalah interval waktu antara pengiriman getaran dan penerimaan gema, t, menjadi diukur mendalam diberikan oleh: Zm = ½ t c

dimana c adalah kecepatan suara rata-rata di kolom air.

5.1.1.1 parameter sounder Echo perlu diatur dengan benar untuk mendapatkan akurasi tinggi dan jelas catatan dasar laut. Parameter yang paling penting adalah:

a) Kekuatan - kekuatan untuk Rentang operasi dari echo sounder tergantung pada panjang getaran, frekuensi dan daya yang ditransmisikan. Untuk mengoptimalkan penggunaan echo sounder, daya yang ditransmisikan harus disimpan di nilai terendah sempurna dengan deteksi yang memadai. Peningkatan daya akan menghasilkan di tingkat tinggi gema tetapi juga dalam tingkat yang lebih tinggi dengung, menciptakan catatan buruk. The daya dibatasi oleh kavitasi 44 fenomena dan olehstres pengereman transduser material.

b) Keuntungan- keuntungan memerlukan penguatan sinyal. Amplifikasi sinyal juga menguatkan kebisingan dan akibatnya catatan data mungkin yang tidak jelas. Disarankan bahwa gain disesuaikansesuai dengan jenis dasar laut dan daya transmisi.

120

M-13

c) Register intensitas - Parameter ini digunakan dalam suara gema analog untuk menyesuaikan rekaman intensitas.

d) Panjang Denyut -Panjang deyut biasanya dipilih secara otomatis sebagai fungsi dari rentang operasi. Panjang denyut bertanggung jawab atas resolusi vertikal echo sounder, deyut pendek diperlukan untuk resolusi yang lebih baik. Mungkin perlu untuk meningkatkan panjang denyut di daerah dengan reflektifitas yang buruk atau dengan lereng curam. Di perairan dangkal, di mana resolusi yang lebih penting, denyut pendek harus digunakan. ini akan mengurangi kemungkinan gema palsu karena gema yang kuat.

e) Skala – kesesuaian untuk skala kedalaman dalam perekaman echo sounder. Luas dari perekaman di kertas yang sudah pasti ; oleh karena itu di skala kecil satu akan memiliki sebuah resolusi vertikal yang rendah.

f) tahapan skala - tahapan skala adalah satu jalan untuk mengatasi kekurangan dari perekaman resolusi dari jejak skala echo. Tahapan skala yang konsinsten dari perekaman hanya satu kedalman dimana harus di ubah,manual atau automanual, untuk mempertahankan perekaman dasar lat dengan resolusi vertikal yang baik tanpa masalh dengan kedalaman air. (gambar 3.21).

g) draf/ konsep – tahapan parameter ini untuk pencelupan dari transducer; dalam susunan untuk merekam kedalama dengan referensi untuk level air yang pada saat itu, draft atau konsep harus di set dan memenuhi standart sebelum memulai operasi survei dan secara teratur setelah itu.

h) Kecepatan kertas – kecepatan ini adalah terutama sangat penting dan harus lebih selektif untuk memastikan resolusi horizontal yang baik dari pengukuran kedalaman.

i) Kecepatan suara – ini adalah nilai dari kecepatan suara itu harus sesuai untuk rata-rata kecepatan suara di area operasi. Dalam survei dengan menuntut akurasi yang lebih, kecepatan suara harus di set untuk kecepatan suara di muka transducer atau untuk 1500 m/s dan setelah itu melakukan prosesing data, kedalaman harus terkoreksi benar dari menerapkan profil kecepatan suara yang terjadi.

Dalam analog echo sounder yang sudah lama, parameter ini tidak sesusai untuk kecepatan suara tetapi untuk nilai calibrasi mesi dan komponen elektro echo sounder untuk pengukuran koreksi kedalaman air.

Magnitudo kesalahan kecepatan suara dipengaruhi oleh:

a. Akurasi penentuan kecepatan b. Variasi temporal kecepatanc. Variasi spasial kecepatan

Variasi kecepatan suara, temporal dan spasial, merupakan kontribusi eksternal utama untuk kedalaman kesalahan pengukuran. Hal ini penting, bahwa selama perencanaan survei atau pada awal survei, untuk melaksanakan sejumlah pengukuran kecepatan suara atau profil ecepatan suara di area survei didistribusikan sepanjang hari untuk membantu hidrograf dalam memutuskan pada frekuensi dan lokasi profil yang akan dilakukan dalam wilayah surveiselama pengumpulan data.

121

M-13

5.1.4.3 Berkaitan dengan penukuran waktu, Sebuah echo sounder efektif mengukur waktu, mengubah pengukuran kedalaman. Dimana kesalahan terdapat pada dt (waktu) terhadap dz. Namun echosounder sekarang mempunyai kesalahan yang kecil terhadap hal ini.

5.1.4.4 Berkaitan dengan heave, roll, pitch. Roll dan pitch berkontribusi kesalahan dalam pengukuran kedalaman ketika besarnya sudut-sudut lebih besar dari satu setengah lebar sapuan Φ/2.

Untuk echosounder yang sempit, efek ini dapat dikompensasikan dengan lebar stabilisasi, yaitu menjaga balok vertikal terlepas dari sikap kapal atau memperbaiki kedalaman terukur dan Posisi sebagai berikut:

heave (h), efek yang disebabkan oleh aksi laut dan membengkak di kapal survei, diukur dengansensor atau kompensator gelombang inersia. Kompensator gelombang harus ditempatkan di atas transduser untuk mengukur heave di sumbu vertikal yang sama.

Untuk menghitung heave diinduksi, pertimbangkan kapal menjadi benda tegar yang bebas berputar sekitar tiga sumbu (x, y & z). rotasi pusat gravitasi (gulungan dan pitch), dekat yang heave biasanya diukur, sesuai dengan variasi kedalaman transduser, dari kerangka acuan kapal (diidentifikasi dengan script V) ke sistem koordinat lokal (diidentifikasi dengan script L). Perbedaan ini disebut induksi heave.

Bila tidak ada heave kompensator tersedia, adalah mungkin secara manual untuk kelancaran data di echo melacak. Tugas ini membutuhkan pengalaman yang cukup dalam penafsiran jejak gema untuk melestarikan fitur dasar laut. Prosedur umum, dalam kondisi gulungan non signifikan, adalah bahwa gema jejak harus merapikan setengah jalan antara puncak dan palung.

5.1.4.5 Berkaitan dengan draught, settlement, squat, dan posisi relative transduser. Untukpengukuran yang akurat setting transduser merupakan dasar untuk keakuratan kedalamantotal. Meski begitu umumnya diperlukan untuk memperbarui nilai yang selama survei. Alasan untuk variasi rancangan terutama karena konsumsi bahan bakar dan air.

122

M-13

5.1.4.6 Pembacaan rekaman dan resolusi. untuk pengukuran kedalaman tergantung pada prinsip-prinsip operasi dari echo sounder. Dalam kasus rekaman analog, yang Operator harus memilih parameter gema sounder yang tepat selama operasi survei untuk memiliki, sejauh mungkin, gema jejak bersih dan resolusi yang memadai. Di sisi lain, digital catatan tidak lagi memiliki gelar seperti ketergantungan pada operator selama survei tetapi pengawasan diperlukan selama akuisisi data.

5.1.4.7 Interpretasi. Adalah tanggung jawab hidrografer. Interpretasi membutuhkan pengalaman untuk menentukan bentuk particular, false echo, dan multiple echo.

a. False echo, disebabkan oleh material asing seperti ikan dan rumput laut.

b. Multiple echo, adalah gema yang diterima setelah yang pertama karena banyaknya refleksi bolak-balik antara dasar laut dan permukaan. Refleksi ini sering dicatat sebagaikelipatan kedalaman pertama

c. Heave, kenaikan berosilasi dan jatuhnya kapal karena seluruh lambung diangkat oleh gayalaut, dapat dikompensasikan pada saat akuisisi dengan sensor heave atau dapat disaring manual sesudahnya. Pengalaman hidrograf adalah alat yang digunakan untuk tujuan itu, bahkan meskipun; kadang-kadang sulit untuk membedakan heave di dasar laut yang tidak teratur.

d. Side echo – adalah false echo yang terekam karena refleksi dari samping.e. Sedimen yang tidak dikonsolidasi - biasanya terdeteksi oleh frekuensi tinggi sounders

echo. dalam perairan dangkal, disarankan bahwa dua frekuensi yang digunakan pada saatyang sama untuk membedakan sedimen lunak dari batuan.

123

M-13

5.1.4.8 Reduksi kedalaman, Kedalam yang terukur dikoreksi untuk sikap kapal survei, yang dikurangi dengan datum vertikal dengan penerapan air pasang. Kesalahan mendalam karena kesalahan pasang Pengukuran disebut dztide

Positioning system - sebagaimana dinyatakan di atas, posisi dalam sistem teknologi baru yang terintegrasi dengan sensor gerak. Pengunaan GPS baik dalam modus semu diferensial atau dalam mode Real Time Kinematik (RTK) adalah sistem yang umum digunakan di seluruh dunia;

Sundulan sensor - juga terintegrasi dalam sensor gerak, solusi optimal dan lebih akurat adalah judul yang diperoleh penerima ganda GPS

5.2.1.5 Instalasi dan kalibrasi

Instalasi transduser multibeam diletakkan di badan kapal, di samping atau di atas haluan. Instalasi tranduser digunakan dalam kapal-kapal besar atau ketika fixture permanen, instalasi lain yang digunakan untuk tujuan jangka pendek sementara pada area kecil.

Kalibrasi atau uji patch merupakan prosedur penting yang terdiri dari penentuan komposit mengimbangi sudut (roll, pitch dan azimuth) baik untuk transduser dan sensor gerak dan latency dari positioning system. Analisis dan prosedur rinci dapat ditemukan di Godin [1996].

a). Positioning time delay

Waktu tunda atau latency adalah jarak waktu antara pengukuran kedalaman dan posisi. Prosedur untuk menentukan jarak waktu terdiri dari menjalankan dua pasang garis survei pada kecepatan yang berbeda atas dasar laut miring, lebih curam gradien semakin tinggi resolusi parameter ini akan menjadi. Kemiringan harus teratur dan dengan cukup ekstensi untuk menjamin pengambilan sampel yang memadai. Gambar 3.36 mengilustrasikan waktu tunda kalibrasi.

Waktu tunda diperoleh dengan mengukur perpindahan longitudinal sounding sepanjang lereng karena kecepatan yang berbeda dari kapal. Untuk menghindari pengaruh dari lapangan mengimbangi garis harus dijalankan di lapangan yang sama.

124

M-13

b). Pitch offset

Setelah penentuan yang tepat waktu delay, pitch diimbangi diperoleh dengan mengukur perpindahan longitudinal sounding sepanjang lereng karena pitch offset. Untuk menghindari pengaruh dari waktu tunda sistem harus sudah diberi kompensasi untuk posisi latency.

dimana Δ x adalah pemisahan horizontal antara dua profil terdengar dekat titik nadir, dan v1and v2 adalah kecepatan kapal untuk jalur 1 dan 2 masing-masing

c). Azimuthal offset

Setelah penentuan yang tepat waktu delay dan pitch offset, azimut Offset diperoleh dengan mengukur perpindahan longitudinal fitur batimetri dari garis berdekatan. Untuk menghindari pengaruh dariwaktu tunda dan lapangan mengimbangi sistem harus sudah diberikan kompensasi untuk offset ini.

125

M-13

dimana Δ x adalah pemisahan horisontal dari fitur batimetri dari garis timbal balik yang berdekatan dan Δ L adalah jarak antara garis

d). Roll offset

Setelah penentuan yang tepat waktu delay, pitch dan azimut offset, roll offset diperoleh dengan mengukur perpindahan vertikal dari balok luar dari garis timbal balik. Untuk menghindari pengaruhdari waktu tunda, pitch dan azimut offset sistem harus sudah diberikan kompensasi untuk offset ini.

dimana Δ z adalah perpindahan vertikal antara balok luar dari garis timbal balik dan Δ y adalah lebar petak setengah atau jarak dari titik nadir ke titik di mana perpindahan vertikal diukur

126

M-13

5.2.1.7 Operation and data recording

Konfigurasi kapal dan parameter kalibrasi harus diperiksa pada awal survei. Beberapa parameter sistem juga harus diperiksa. Ini adalah terutama parameter yang digunakan selama akuisisi data dan mungkin berbeda dengan masing-masing lokasi survei (misalnya kedalaman operasi maksimum, kedalaman yang diharapkan, tingkat ping maksimum, dll).

Pada awal survei profil kecepatan suara harus dilakukan dan dipindahkan ke echo sounder yang akan digunakan, umumnya, secara real time. Kecepatan suara di wajah transduser harus dibandingkan dengan nilai yang diberikan dari probe kecepatan suara. Selama sesi survei beberapa gips profil suara harus dilakukan sesuai dengan pra-analisis variasi temporal dan spasial dari kecepatan suara

5.2.1.8 Sumber kesalahan dan teknik kontrol kualitas

Sumber kesalahan yang dibahas dalam 5.1.4 tetapi ini adalah untuk SBES. Akhirat sumber kesalahan dianalisis untuk MBES, beberapa rs erro yang umum untuk kedua sistem, yaitu mereka tidak berbeda dengan sudut balok. Untuk alasan ini beberapa kesalahan yang disebut kembali ke 5.1.4. Rincian lebih lanjut tentang ketidakpastian multibeam dapat ditemukan di Kelinci [1995] dan Lurton [2002]

5.2.1.8.1 Akibat kecepatan suara

127

M-13

Kesalahan dalam kecepatan suara atau hasil variasi dalam solusi refraksi yang salah dan, akibatnya, kesalahan dalam pengukuran kedalaman dan posisi.

Dengan asumsi bahwa profil kecepatan suara diskrit (Gambar 3.40), adalah wajar untuk mengasumsikan bahwa kecepatan gradien suara dalam lapisan, antara dua pengukuran, adalah konstan. Padahal, kecepatan suara direpresentasikan sebagai berikut

Penentuan Kedalaman dan Sounding posisioning adalah hasil dari integrasi gelombang sepanjang setiap arah, ditetapkan oleh sudut posisi signal Beam, menggunakan profil kecepatan suara yang diperbaharui antara transmisi dan satu arah perjalanan waktu (At / 2).

Mengambil satu suara profil kecepatan dengan gradien konstan, g, kedalaman diperoleh sebagai:

M-13

128

Kesalahan kedalaman, dzc, karena variasi gradien, dg, dan variasi kecepatan suara permukaan, dc0, berdasarkan diferensiasi persamaan 3.69 didapat pendekatan sebagai berikut :

di mana β dan c0 masing-masing adalah menunjukkan sudut beam dan kecepatan suara dari profil kecepatan suara pada transduser. Dalam persamaan 3.70 istilah pertama sesuai dengan baik jangkauan dan sinar lentur kesalahan karena variasi gradien profil, sedangkan istilah kedua sesuai dengan kesalahan kedalaman karena profil offset kecepatan suara di kedalaman transduser. Dengan asumsi tidak ada korelasi kesalahan ini, varians kedalaman karena suara kesalahan kecepatan ditulis sebagai:

Dimana σg sesuai dengan varians dari gradien dari profil kecepatan suara dan σc0 sesuai denganvarians dari nilai awal profil kecepatan suara yang digunakan untuk perhitungan kedalaman.

Kesalahan kecepatan suara dalam prakteknya, sulit untuk mengukur dan bermasalah dengan variasi temporal dan spasial, terkadang begitu signifikan bahwa satu-satunya solusi praktis adalah dengan membatasi cakupan sudut multibeam.

Ada komponen kesalahan lain disebabkan kesalahan kecepatan suara atau variasi pada permukaan transduser; komponen ini memperkenalkan kesalahan pada beam pointing sudut yang juga memperkenalkan kesalahan dalam pengukuran kedalaman dan posisi.

Untuk beam steering atau stabilisasi perlu untuk memperkenalkan delay waktu pada elemen-elemen transduser (4.2). Untuk menghitung delay perlu untuk mengetahui kecepatan suara di ancangan transduser, ini biasanya dilakukan dengan cara sensor kecepatan suara dipasang dekat dengan transduser. Setiap kesalahan dalam kecepatan suara pada hadapan transduser akan disebarkan sebagai kesalahan dalam sudut pointing beam (Gambar 3.41).

M-13

129

Waktu tdelay untuk mengarahkan sudut beam β, diperoleh dengan:

Maka :

oleh diferensiasi dan penyederhanaan yang tepat memberikan:

Kesalahan dalam beam steering menjalar ke kesalahan secara mendalam, yang diberikan oleh:

Oleh karena itu varians kedalaman disebabkan beam steering :

Dimana σc0 sesuai dengan varian kecepatan suara yang digunakan untuk beam steering, biasanya diperoleh oleh sensor kecepatan suara.

Perhatikan bahwa estimasi varians kedalaman total yang disebabkan kesalahan kecepatan suara ditulis sebagai:

Kesalahan yang disebutkan di atas dapat dideteksi dengan pemeriksaan visual terhadap data dengan mencoba mendeteksi kelengkungan yang abnormal dari profil (seperangkat beams).

5.2.1.8.2 Karena sensor gerak. Pengukuran kedalaman tergantung pada kesalahan pitch dan kesalahan roll, kontribusi yang diberikan sebagai berikut:

130

M-13

Varians kedalaman masing-masing:

Total varians kedalaman disebabkan oleh perilaku kapal dan gelombang laut adalah:

dimana 2hσ adalah varians gelombang laut.

5.2.1.8.3 Karena untuk merancang, settlement, squat dan posisi relatif transduser. Akurasi pengukuran rancangan transduser dan pengetahuan sifat kapal dalam kondisi dinamika ,

settlement dan squat, merupakan dasar bagi keakuratan kedalaman yang diukur.

Kesalahan ini akan memberikan pengaruh pada kesalahan kedalaman bergantung pada sudut beam.

Total varians kedalaman yang disebabkan pencelupan transduser , lihat 5.1.4.4, ditulis sebagai:

Dimana2draught σ adalah draught variance, 2settlement σ adalah settlement variance, and 2squat σadalah squat variance.

Pengurangan kendalaman. Masalah ini sebelumnya dianalisis dalam 5.1.4.8. QC dapat dilakukan dengan perhitungan statistik berdasarkan perbandingan sounding dari garis cek terhadap permukaan

131

M-13

batimetri yang dihasilkan dari garis survey utama. Statistik yang dihasilkan oleh perbandingan seharusnya mematuhi rekomendasi akurasi di S-44.

Menurut kesalahan ditunjukkan di atas, diperkirakan penurunan varians kedalaman ditulis sebagai berikut:

Dimana z det ection σ sesuai dengan varians kedalaman karena algoritma deteksi dasar lautdiimplementasikan dalam sistem MBES [Lurton, 2002].

Diperkirakan kesalahan pada berkurangnya kedalaman, pada 68 persen (atau 1σ) tingkat kepercayaan, diperoleh dengan kuadrat-akar persamaan 3.84. Dengan asumsi bahwa kesalahan komponen mengikuti kira-kira distribusi normal, estimasi kesalahan pada berkurangnya kedalaman, pada 95 persen (atau 2σ) tingkat kepercayaan, yang diperoleh dengan mengganti setiap σ2 varians oleh (2σ) 2.

5.2.2 Interferometric sonars

5.2.2.1 Sistem sonar interferometric mengaplikasikan isi fase dari sinyal sonar untuk mengukur gelombang depan sudut ofa kembali dari dasar laut atau dari target. Prinsip ini

berbeda dari MBES yang membentuk serangkaian penerima beam dan melakukan deteksi dasar laut untuk setiap beam, baik dengan amplitudo atau fase, untuk mendeteksi sinyal kembali di petak [Hughes Clarke, 2000].

Sonars ini memiliki dua atau lebih array horisontal, setiap array menghasilkan sinar yang sempit di sepanjang jalur dan lebar di trek. Salah satu array ini digunakan untuk transmisi, ensonifying sepetak dasar laut, penyebaran energi akustik ke segala arah. Bagian dari energi yang tersebar akan kembali kembali ke transduser, yang mengukur sudut yang dibuat dengan transduser. Rentang ini jugadihitung dari pengamatan waktu tempuh dua arah.

Metode yang digunakan untuk pengukuran sudut bisa beragam. Metode yang paling sederhana adalah dengan menambahkan sinyal dicopy dari dua array bersama-sama, menjadi resultan amplitudo "Fringes", sesuai dengan variasi kekuatan sinyal. Jika array transduser dipisahkan oleh setengah panjang gelombang, hanya akan ada satu Fringe, menjadi arah nol fase tegak lurus terhadap sumbu array yang transduser dan arah dapat ditentukan jelas. Jika array transduser dipisahkan oleh beberapa panjang gelombang, sudut depan gelombang terdeteksi mungkin berasal dari arah mana maxima (atau minima) dari sinyal yang diterima terjadi (Gambar 3.42). Namun, metode ini, bila digunakan sendiri, hanya menghasilkan beberapa pengukuran. Menggunakan gradien pinggiran untuk menghasilkanlebih banyak pengukuran meluas metode ini.

132

M-13

5.2.2.2 Forward looking sonars. Sonars aperture horizontal digunakan untuk mendeteksipenghalang di depan kapal oleh scanning mekanik atau elektronik pada

bidang horisontal. Sistem ini sangat tepat untuk mendeteksi penghalang di daerah dilakukan survei atau buruk disurvei.

6. NON ACOUSTIC SYSTEMS

Selain sistem akustik, yang disajikan dalam bagian sebelumnya, ada beberapa sistem elektromagnetik yang dapat digunakan untuk penentuan kedalaman, seperti laser udara dan sistem induksi elektromagnetik, serta penentuan kedalaman yang berasal dari satelit altimetri. Sistem ini dan metode mekanis tradisional untuk pengukuran kedalaman dan menyapu dijelaskan di bawah ini.

6.1 Airborne Laser Systems

Sistem Laser47 menawarkan kedua alternatif dan pelengkap survei dengan sistem akustik di perairan dangkal [Guenther et al., 1996]. Sebuah sistem laser terdiri dari sistem laser scanning, global positioning system (GPS) dan unit pengukuran inersia (IMU).

6.1.1 Principles of operation

Hidrografi Airbones Laser Sounding, LIDAR (Light Deteksi And Ranging), adalah sistem untuk mengukur kedalaman air. Sistem ini memancarkan pulse laser, di dua frekuensi (biru-hijau dan inframerah), dalam pola busur melintasi jalur penerbangan dari platform udara; memuat baik kedatangan sinyal dari pulse cahaya yang dipantulkan oleh permukaan laut dan dasar laut (Gambar3.43). Diukur perbedaan waktu, antara keduanya yang kembali, diubah menjadi jarak.

133

M-13

Propagasi cahaya melalui air laut, seperti penyebaran energi akustik, tergantung pada suhu, tekanan dan salinitas. Air laut adalah, sampai batas tertentu, transparan terhadap cahaya. Dalam kondisi ideal, tidak ada bahan dalam suspensi, redaman merupakan fungsi dari penyerapan dan penyebaran.

Transparansi air laut ke inframerah dan optik dari spektrum elektromagnetik adalah fungsi dari kuantitas material tersuspensi di dalam air. Oleh karena itu, transparency48 water merupakan kendala untuk penggunaan sistem laser sounding. Operasi kedalaman maksimum Lidar adalah sekitar 2 sampai 3 kali diamati Secchi kedalaman disk49.

Sebuah pulse cahaya dari dua frekuensi yang berbeda ditransmisikan ke arah laut; bagian dari energi dari sinar inframerah tercermin oleh permukaan laut kembali ke pesawat, sinar laser biru-hijau ditransmisikan ke air dan sebagian tercermin dasar laut, juga untuk dideteksi oleh penerima. Menggunakan waktu yang akurat, jarak ke dasar laut dapat diukur mengetahui kecepatan cahaya di dalam air. Perhitungan kedalaman membutuhkan, di samping itu, pengetahuan tentang geometripengukuran menurut hukum Snell (Gambar 3.44).

mana θa dan θw adalah sudut insidensi di udara dan ke dalam air dan ca dan cw kecepatan masing- masing cahaya di udara dan air. 134

M-13

6.1.2 Capabilities and limitations

Sistem laser efisien di perairan dangkal disebabkan produktivitas yang luar biasa mereka [Axelsson dan Alfredsson, 1999]. Ini hasil produktivitas dari kecepatan survei tinggi dan lebar petak, yang independen dari kedalaman air. Sebaliknya, sistem multibeam dioperasikan pada kecepatan survei rendah dan lebar petak sebanding dengan kedalaman air (biasanya 3 kali kedalaman air).

Sistem laser memberikan cakupan yang baik, mendekati cakupan penuh, dalam kondisi ekstrim salinitas dan suhu, di mana sistem akustik dapat menghasilkan data yang berkualitas buruk.

Tidak diragukan lagi, keselamatan adalah keuntungan utama dari sistem operasi laser, terutama di mana di bawah air bahaya mungkin berisiko untuk navigasi permukaan.

Meskipun kemampuan yang disebutkan di atas, sistem laser sangat sensitif terhadap bahan tersuspensi dan kekeruhan dalam kolom air. Kedalaman maksimum operasi, dalam kondisi operasi yang optimal, yaitu di perairan sangat jelas, sekitar 50-70 meter.

6.2 Airborne Electromagnetic Systems

Airborne sistem induksi elektromagnetik telah digunakan selama lebih dari 40 tahun untuk mendeteksi deposit mineral logam yang sangat konduktif. Kemajuan teknologi ini telah memungkinkan penggunaan prinsip induksi elektromagnetik untuk formasi pemetaan dasar laut di perairan dangkal. Informasi lengkap mengenai sistem induksi elektromagnetik udara disebut Zollingeret al. [1987] dan Smith dan Keating [1996].

135

M-13

6.2.1 Prinsip operasi

Prinsip operasi dari sistem ini didasarkan pada teknik survei geofisika untuk mengukur konduktivitas listrik batuan dasar atau ketebalan lapisan konduktif.

Sebuah pemancar dipol magnetik, ditempatkan pada helikopter atau pesawat sayap tetap, menghasilkan medan magnet utama, dan penerima towed digunakan untuk mendeteksi medan magnet sekunder diinduksikan dalam tanah.

Dengan asumsi lapisan horisontal, pemrosesan sinyal dalam waktu atau frekuensi domain dapat digunakan untuk menentukan konduktivitas, σw, Dan ketebalan kolom air laut, yaitu kedalaman air, dan konduktivitas,σ, Dari dasar laut (Gambatang3.45).

6.2.2 Kemampuan dan keterbatasan

Ini tidak ada sistem akustik, karena melibatkan frekuensi rendah, memiliki kemampuan operasi di atas es tebal. Namun, sistem ini terbatas pada kedalaman air kurang dari 100 meter dan, saat ini hanya digunakan untuk tujuan pengintaian saja.

6.3 Pengindraan Jarak Jauh

Bagian ini menyajikan estimasi kedalaman berasal dari foto udara dan dari satelit altimetri, sebagai metode tambahan untuk cakupan area yang luas.

6.3.1 Foto-batimetri

Ini adalah praktek umum untuk foto udara yang akan digunakan untuk menggambarkan garis pantai dan, kadang-kadang, sangat membantu dalam pengintaian, perencanaan survei hidrografi, lokasi shoals dan penciptaan deskripsi kualitatif dari dasar laut bukan untuk sarana yang digunakan untuk menentukan kedalaman air.

6.3.1.1 Prinsip operasi

Pengolahan gambatangdigital memiliki kemampuan untuk mengkorelasikan intensitas cahaya dengan kedalaman. Namun, variasi dalam intensitas cahaya juga tergantung pada bahan dalam suspensi dan pada sifat reflektif dari dasar laut. Jadi kalibrasi lokal harus dilakukan untuk memperhitungkan variasiini.

136

M-13

6.3.1.2 Kemampuan dan keterbatasan

Penerapan foto-batimetri, dalam batas-batas teknologi sekarang ini, tetap terutama alat untuk pengintaian dan perencanaan di daerah dimana ada tidak cukup atau tidak ada informasi yang mendalam.

6.3.2 Lainnya

Citra satelit di band ini terlihat dapat digunakan dalam cara yang mirip dengan foto batimetri. Namun, satelit dapat dilengkapi dengan altimeter resolusi tinggi untuk pemetaan permukaan lautan dan,dengan pengolahan data yang sesuai, adalah mungkin untuk memperkirakan kedalaman di seluruh dunia.

Permukaan laut memiliki bentuk yang tidak teratur yang bereplikasi, sampai batas tertentu, topografi dasar laut. Fitur dasar laut, seperti gunung laut, berkontribusi modifikasi lokal medan gravitasi bumi, mendorong defleksi vertikal, yang menyebabkan lereng di permukaan laut dan akibatnya air laut yang ditarik sehingga menghasilkan tonjolan di permukaan laut. Permukaan laut dapat dipetakan dengan altimeter satelit yang akurat dan anomali, yaitu perbedaan antara permukaan laut yang diamati dan permukaan teoritis, seperti yang dibuat dari WGS84 ellipsoid, dapat ditentukan dan kedalaman air diperkirakan (Gambatang3.46)

Integrasi satelit altimetri dengan pengukuran batimetri dapat menghasilkan satu set data yang lebih handal yang memberikan kontribusi untuk pengetahuan tentang topografi dasar laut di daerah dimana survei hidrografi yangjarang [Smith dan Sandwell, 1997].

6.4 Sistem Mechanic

Sistem Mechanic adalah alat yang paling awal digunakan untuk pengukuran yang mendalam. Meskipun demikian, sistem ini masih dan tempat mereka dan tetap digunakan sampai hari ini.

Sistem ini diteliti sampai saat sekarang untuk melakukan pengukuran langsung dan sensitif terhadap karakteristik air laut. Dalam kondisi biasa, kesalahan yang besar dalam pengukuran yang mendalam yang mungkin terjadi, ini dihasilkan oleh gema dari dalam kolom air dan karena itu mereka tidak berhubungan dengan dasar laut, misalnya mereka dapat disebabkan oleh: kelp, schools of fish , deepscattering layer, thermal plumes dan sedimen dalam suspensi. Selain itu kesalahan mungkin terjadi

137

M-13

dekat dermaga, di mana deteksi gema terjadi dari pengembalian dari lobes samping dari dermaga itu sendiri.

Metode mekanis tidak sensitif terhadap kondisi lingkungan tertentu dan dapat memberikan metode alternatif.

metode Batangor wire pemeruman adalah cara yang jelas untuk mendeteksi kedalaman minimum lebih dari bangkai kapal atau di atas penghalang dan untuk menjamin kedalaman minimum seluruh saluran navigasi.

6.4.1 Garis timbal dan Pemeruman

Garis timbal membantu hidrograf dalam menyelesaikan gema sounder yang salah tafsir dan disebabkan oleh spurious returns.

Ketika bagian bawah terlihat, garis arahan atau tiang pemeruman dapat secara konsisten ditempatkan pada titik-titik tinggi dan kedalaman yang diukur. Di daerah lain, deteksi dan pengukuran mungkin lebih sulit dan metode pemeruman mungkin lebih disukai.

6.4.1.1 Deskripsi

Sebuah lead line adalah garis lulus dengan nilai yang melekat dan diikat untuk menerima sinyal. Jalur ini digunakan untuk menentukan kedalaman air ketika terdengar manual, umumnya, di kedalaman kurang dari 50 meter.

Sebuah koreksi, untuk mengimbangi penyusutan dan peregangan baris, dapat diterapkan untuk kedalaman yang diperoleh; sumber kesalahan ini, bagaimanapun, telah diatasi dengan memasukkan pusat kawat di dalam tali.

Sebuah tiang pemeruman adalah tiang dengan nilai yang juga digunakan untuk menentukankedalaman air ketika pemeruman secara manual, umumnya digunakan di kedalaman kurang dari 4 meter.

Seperti disebutkan sebelumnya, saat ini, alat ini sering digunakan untuk memeriksa anomali soundings dengan sistem akustik yang terjadi di perairan dangkal.

6.4.1.2 Sumber kesalahan

Sumber kesalahan pengukuran kedalaman dengan garis timbal terutama karena:

a) kelengkungan Garisdiinduksi oleh arus dan menghasilkan kesalahan yang mendalam. Koreksi mungkinproblematis dan, untuk alasan ini, dianjurkan hanya melakukan pengukuran ketika dampak dari arus akan diabaikan, hanya tersisa mempengaruhi menjadi kecepatan sisa kapal.b) Heaveakan memberikan kontribusi untuk kesalahan dalam pengukuran yang mendalam. Heave 138

enyebabkan kesulitan dalam membaca kedalaman; ini diatasi dengan mengambil rata-rata pembacaan antara puncak gelombang / amplitudo.

M-13

Informasi lengkap mengenai kawat pemeruman dapat ditemukan di NOAA [1976].6.4.3.1 Deskripsi

Pemeruman ini dibangun dari dua papan trawl kecil (identik dengan yang digunakan oleh kapal pukat ikan). Papan trawl dihubungkan dengan 40 sampai 60 meter dari sambungan 139rantai oval. Pemeruman ini dikekang dan ditarik begitu rangkaian rantai yangmenghubungkan diseret di sepanjang dasar laut sekitar 60 meter menuju belakang kapal penarikNOAA [1976].

6.4.1.3 Operasi, perekaman data, dan pengolahan

Pengukuran kedalaman langsung harus dilakukan dengan labolatorium di kapal dan, jika mungkin, menghindari periode arus yang kuat dan arus pasang surut. Hal ini normal, antara posisi terdengar berturut-turut, untuk menjaga garis petunjuk dalam air untuk memeriksa setiap fitur dasar laut yang menonjol.

6.4.2 Batang Pemeruman

Cakupan batimetri dengan SBES hanya mengukur kedalaman sepanjang garis survei, meninggalkan dasar laut antara garis tanpa cakupan atau informasi rinci, meskipun sisi scan sonar sering digunakan untuk mencari dan menemukan semua fitur dasar laut yang menonjol antara garis SBES. Untuk puncak batu atau rongsokan, SBES mungkin tidak mendeteksi kedalaman minimum ketika gema yang mungkin terlalu lemah untuk dirasakan oleh penerima, ini terutama terjadi untuk tiang-tiang atau potongan tajam logam.

Untuk tujuan keselamatan navigasi, penggunaan sapuan mekanik yang akurat, baik batang pemeruman, merupakan sarana yang memadai untuk menjamin kedalaman izin aman minimal di seluruh wilayah dan, menurut S-44, hal itu dapat dianggap cukup order 1.

6.4.2.1.1 Deskripsi

Pemeruman terbuat dari batangsekitar 5-6 meter. Setiap akhir batangdapat dikemas dengan timbal, atau bahan berat lainnya, untuk menyediakan lebih banyak beban dan mengurangi angkatan ketika berlangsung. Batangditangguhkan bawah kapal.Instrumen ini sangat mudah untuk diproduksi. Trial and error tes dapat digunakan untuk mendapatkan solusi terbaik.Hal ini lebih efektif dan lebih mudah untuk menangani daripada pemeruman kawat.

6.4.2.1.2 metodologi Operasi

Batang harus dipasang horizontal di bawah kapal. Pemeruman ini dapat dilengkapi dengan sensor lain untuk merekam kontak dengan dasar laut. Kedalaman batang harus dirujuk ke datum vertikal, ketinggian pasang harus dicatat selama operasi pemeruman dan kedalaman berkurang sesuai pengukuran. Sebuah cakupan yang lengkap dari area navigasi pada kedalaman izin aman harus dilakukan; dalam hal penghalang yang terdeteksi, cakupan penuh di sekitar obstruksi dianjurkan untuk mengkonfirmasi bahwa kedalaman minimum telah terdeteksi.

6.4.3 Wire Sweep

Sebagai alternatif untuk batang pemeruman, pemeruman kawat dapat digunakan untuk menentukan kedalaman paling atas fitur batimetri ketika dari sifat umum dari daerah terlihat, keberadaan puncak batu atau benda yang dicurigai.

M-13

Terjemahan iho

Engineering

Transcript of Terjemahan iho