Presentasi sedang didownload. Silahkan tunggu

Presentasi sedang didownload. Silahkan tunggu

Pengaruh gangguan Ionosfer pada pengukuran GPS Effendy Bidang Ionosfer dan telekomunikasi Pusat pemanfaatan sains Antariksa LAPAN BANDUNG.

Presentasi serupa


Presentasi berjudul: "Pengaruh gangguan Ionosfer pada pengukuran GPS Effendy Bidang Ionosfer dan telekomunikasi Pusat pemanfaatan sains Antariksa LAPAN BANDUNG."— Transcript presentasi:

1 Pengaruh gangguan Ionosfer pada pengukuran GPS Effendy Bidang Ionosfer dan telekomunikasi Pusat pemanfaatan sains Antariksa LAPAN BANDUNG

2 GPS Jaringan satelit yang terus menerus memancarkan informasi kode,dimana memungkinkan untuk identifikasi lokasi presisi di bumi dengan mengukur jarak dari satelit. Bagaimana prinsip kerjanya? –6 orbital planes 60 o apart –24 satellites 4 per plane 56 o inclination Cadangan di orbit –Pada lintang kurang dari 60 o 6 satellites 98% of the time; 8 satellites 95% of the time

3 GPS Satellite (Satellite Vehicles(SVs)) GPS Satelit pertama diluncurkan 1978 Konstelasi lengkap dicapai pada thn.1994 Satellite direncanakan untuk jangka waktu10 tahun Sekitar 2,000 pounds,17 feet across Transmitter power hanya 50 watts bahkan kurang.

4 History dari GPS System navigasi berbasis radio yang dikembangkan oleh DoD –Awal Pengoperasian 1993 System dinamakan NAVSTAR –NAVIgation with Satellite Timing And Ranging –Merefer pada satelit GPS Terdiri dari 24 satelit, 6 bidang orbit, teridirI dari 4 satelit masing masing bidang. Beroperasi diseluruh tempat di dunia selama 24 jam perhari, dengan kondisi segala cuaca. Meliputi : –Lokasi atau posisi tetap –Kecepatan –Arah perjalanan. –Akurasi waktu

5 Control Segment Space Segment User Segment Monitor Stations Ground Antennas Master Station Tiga Segmen dari GPS

6 Kwajalein Atoll US Space Command Hawaii Ascension Is. Diego Garcia Cape Canaveral Ground Antenna Master Control Station Monitor Station Control Segment

7 Space segment System terdiri dari satelit GPS, space vehicles ini mengirimkan sinyal radio dari angkasa. Nominal konstelasi operasional GPS terdiri dari 24 satelit, mengelilingi bumi dalam 12 jam, terdapat lebih dari 24 satelit operasional sebagai pengganti satelit lama yg masih operasional. Fungsi dasar dari satelit “ Menerima dan menyimpan data yg dipancarkan oleh kontrol segment Pemeliharaan akurasi waktu dari beberapa frekeuensi atomik standar on board. Memancarkan informasi dan sinyal kepada user baik satu frekuensi maupun kedua L band

8 Control segment Fasilitas yang diperlukan untuk : Monitoring health satelit Telemetry Tracking Command dan control Perhitungan ephemeris Up linking

9 User segment GPS user equipment kombinasi dari : - hardware ( signal tracking) - software ( algoritma posisi, user interface ). GPS user segment terdiri dari GPS receiver dan user komuniti, GPS receiver mengkonversi sinyal SV terhadap waktu,,kecepatan dan estimasi waktu, empat satelit diperlukan untuk menghitung 4 dimensi seperti x,y,z dan waktu. GPS receiver digunakan untuk navigasi,posisi, time dissemination dan research lainnya.

10  Militer  Search and rescue.  Disaster relief.  Surveying.  Marine, aeronautical and terrestrial navigation.  Remote controlled vehicle and robot guidance.  Satellite positioning and tracking.  Shipping.  Geographic Information Systems (GIS).  Recreation.  dll. User Segment

11 T + 3 Jarak antara satellite dan receiver = “3 kali kecepatan cahaya” T Signal meninggalkan satellite at time “T” Signal diterima oleh receiver pada saat “T + 3” Posisi berdasarkan waktu

12 Receiver PRN Satellite PRN Perbedaan waktu Pseudo Random Noise Code

13 GPS menggunakan konsep time of arrival (TOA) dari sinyal untuk menentukan posisi. Mengukur waktu dari sinyal pancar yang diketahui lokasinya menuju receiver pengguna. Interval waktu pada dasarnya signal propagation time. Interval waktu dikalikan dengan kecepatan cahaya, diketahui jarak dari sumber pancar dengan penerima. Dengan pengukuran propagation time of signals broadcast dari lokasi pemancar yang telah diketahui posisinya, dapat dihitung lokasi posisi penerima. Time of Arrival

14 Prinsip dasar penentuan posisi dengan satelit

15 Penerima berada pada batas lingkaran ini. Sinyal dari 1 satelit

16 Sinyal dari 2 satelit

17 3 Satelite (2D Positioning)

18 Triangulating Correct Position

19 3 Dimensional (3D) Positioning

20 Faktor yang mempengaruhi GPS performance Faktor Satellite Broadcast ephemeris Clock errors Geometri konstelasi SV anomali dan pemeliharann periodik Faktor Atmosfer Efek Ionosfer Troposphere (weather) Faktor pengguna Sky visibility User motion User environment (urban, heavy foliage, etc.) Signal reflections (multipath) Interference (unintentional or otherwise) Receiver design (noise figure, sensitivity, software bugs, design limitations, etc.)

21 Sumber eror sinyal GPS  Standard Positioning Service (SPS ): Civilian User  SumberUkuran Eror  Satellite clocks:1.5 to 3.6 meter  Orbital errors:< 1 meter  Ionosphere:5.0 to 7.0 meter  Troposphere:0.5 to 0.7 meter  Receiver noise:0.3 to 1.5 meter  Multipath:0.6 to 1.2 meter  Selective Availability(lihat penjelasan)  User error:Diatas kilometer atau lebih  Kumulatip Error dan peningkatan PDOP.

22 Selective Availability (S/A)  Departement pertahanan US mengacaukan pesan waktu satelit agar akurasi posisi menjadi rendah bagi pengguna GPS.  S/A didesain untuk mencegah pihak lawan Amerika dari penyalah gunaan GPS.  Sejak Mei 2000 Pentagon mereduksi S/A “to zero meters error”.  S/A dapat direaktivasi setiap saat oleh Pentagon.

23 Earth’s Atmosphere Solid Structures Metal Electro-magnetic Fields Sumber interferensi sinyal

24 Penggunaan GPS Receiver untuk Posisi dan Navigasi

25 Geometri satelit

26 GPS Satellite Geometry  Geometri Satellite dapat berpengaruh pada kualitas sinyal GPS dan akurasi perhitungan triangulation receiver.  Dilution of Precision (DOP) merefleksikan posisi masing masing satelit relative terhadap satelit lainnya yg akan diakses oleh receiver.  Terdapat 5 paramater tentang DOP.  Nilai dari Position Dilution of Precision (PDOP) biasanya menentukan kualitas dari

27 Geometri Satelite Konfigurasi satelit di angkasa dapat memperbesar eror. Prinsip Geometric Dilution of Precision (GDOP) digunakan untuk mengukur eror

28 Geometric Dilution of Precision (GDOP) - Position atau spherical (PDOP) - Horizontal (HDOP) - Vertical (VDOP) - Time (TDOP) Nilai DOP rendah menghasilkan akurasi lebih baik. Beberapa GPS receiver dapat menganalisis posisi yang tersedia berdasarkan dataalmanac, dan memilih satellite yg terbaik untuk upaya menghasilkan DOP rendah. Hal yang penting GPS receiver dapat mengabaikan atau eliminasi pembacaan DOP GPS ketika melebihi batas nilai yg ditentukan. Satellite Geometry

29 DOP bergantung pada lokasi satellite DOP

30 Poor DOP Good DOP DOP

31 N S W E Ideal Satellite Geometry

32 Good Satellite Geometry

33

34 N S W E Poor Satellite Geometry

35

36

37 Koreksi Ionosfer dengan Diferensial GPS

38 Differential correction dapat menghasilkan akurasi antara 1-5 meters, atau lebih dengan tambahan peralatan. Differential correction membutuhkan GPS receiver kedua, sebagai base station, mengumpulkan data pada posisi yg tetap dengan diketahui Posisi yang tepat. Karena posisi base stasion diketahui faktor koreksi dapat dihitung dengan membandingkan lokasi yang telah ditentukan oleh satelit. Proses differential correction memberikan faktor koreksi dan dapat digunakan pada pengumpulan data penerima GPS di lapangan. Differential correction mengeliminasi sejumlah eror. Perbedaan waktu menyatakan eror sinyal satelit. Post-Processing DGPS dapat dilakukan untuk koreksi setelah waktu pengukuran. Differential GPS: Meningkatkan Akurasi

39 Source Uncorrected With Differential Ionosphere 0-30 meters Mostly Removed Troposphere 0-30 meters All Removed Signal Noise 0-10 meters All Removed Orbit Data 1-5 meters All Removed Clock Drift meters All Removed Multipath 0-1 meters Not Removed Receiver Noise~1 meterNot Removed SA 0-70 meters All Removed GPS Error Budget

40 DGPS Site x+30, y+60 x+5, y-3 True coordinates = x+0, y+0 Correction = x-5, y+3 DGPS correction = x+(30-5) and y+(60+3) True coordinates = x+25, y+63 x-5, y+3 DGPS Receiver Receiver Real Time Differential GPS

41 Hasil penelitian ionosfer berbasis GPS

42 Standard Positioning Service (SPS) Tersedia untuk semua user Degradasi akurasi oleh Selective Availability sampai 2 May 2000 –Horizontal Accuracy: 100m –Saat ini menedekati akurasi kasar PPS Hanya kalangan teretentu U. S. dan semua militer Diperlukan cryptographic equipment, specially equipped receiver Akurasi mencapai 21 meter. Precise Positioning System (PPS)

43 Example : URE 2 + UEE 2 Accuracy = DOP User Range Error Control Segment Signal-in-Space Accuracy Dilution of Precision Space Segment Constellation Design User Equipment Error User Segment Multipath, ionosphere, troposphere, UE clock errors

44 GPS Single Frequency Performance Decreasing range error Standard Signal in Space RMS URE: Root Mean Square User Range Error

45 Pengguna GPS

46  Militer  Search and rescue.  Disaster relief.  Surveying.  Marine, aeronautical and terrestrial navigation.  Remote controlled vehicle and robot guidance.  Satellite positioning and tracking.  Shipping.  Geographic Information Systems (GIS).  Recreation.  dll. User

47 Perkembangan Satelit GNSS

48 GNNS: Competetion Russia/Soviet Union –GLONASS GPS without SA capability Few satellites and little funding EU –GALILEO Lots of internal controversy Expensive Long time to build –Still no hardware Interesting “business model”: Subscriptions/fee for services

49 Future Considerations GLONASS GPS Galileo (EU) COMPASS (China)

50 Contoh GPS hand held

51 Garmin GPSmap60-C Zoom In/Out Find (Cities, Waypoints) Mark (Waypoints) Quit (close screen) Power / Backlight Rocker (navigation) Pan map or select options on a page Page Menu Enter Battery Life

52 Garmin GPSmap60-C Main Screens Time & Date

53 Satellite Page Location Satellite Strength Accuracy Estimate Skyplot Garmin GPSmap60-C Mark Waypoint Name Symbol Average

54 Garmin GPSmap60-C Main Screens Setup By default, the GPSmap60 will record a Track (line feature) whenever the unit is turned on. Map (GoTo)Profiles

55 Garmin GPSmap60-C System Setup WAAS On/Off Using WAAS decreases the battery life by ~1/3 GPS On/Off/Demo Alkaline or NiMH (rechargeable) battery 1000 Waypoints WAAS Compatible 30 hours of battery life (2 "AA" batteries) (Approximately 20 hours when using WAAS) Alkaline or NiMH (rechargable) batteries Waterproof 56 MB of internal memory for storing map detail (topo maps, etc) Trip computer (odometer, moving average, travel time, max speed... Quad Helix antenna (or connection to remote antenna)

56 Perkembangan teknologi GPS

57

58

59


Download ppt "Pengaruh gangguan Ionosfer pada pengukuran GPS Effendy Bidang Ionosfer dan telekomunikasi Pusat pemanfaatan sains Antariksa LAPAN BANDUNG."

Presentasi serupa


Iklan oleh Google