Upload
tranduong
View
221
Download
1
Embed Size (px)
Citation preview
1
BAB I
PENDAHULUAN
I.1. Latar Belakang
GNSS CORS GMU1 milik Jurusan Teknik Geodesi Fakultas Teknik UGM
sudah beroperasi sejak tanggal 27 Juni 2009. Antena stasiun GMU1 dipasang pada
pilar yang terdapat di atap lantai tiga sayap barat gedung Teknik Geodesi. Tujuan
pemasangan stasiun CORS GMU1 adalah untuk menyediakan data bagi penelitian,
survei, dan pemetaan serta berbagi data dengan stasiun GNSS CORS yang lain di
Indonesia (Sunantyo, 2009). Fungsi utama CORS GMU1 yaitu mengarsip data
GNSS format RINEX untuk pengolahan data statik secara post processing dan
memancarkan koreksi RTCM melalui internet untuk keperluan pengukuran RTK
NTRIP. Untuk menjalankan fungsi utama tersebut server CORS GMU1
menggunakan perangkat lunak Spider. Proses pengarsipan RINEX dilakukan per hari,
sedangkan koreksi RTCM dipancarkan NTRIP caster Spider melalui IP Publik
175.111.91.198 port 2001. Lisensi perangkat lunak Spider telah habis per 1 Maret
2013 dan belum diperpanjang. Oleh karena itu stasiun CORS GMU1 per tanggal
tersebut sudah tidak melakukan pengarsipan data GNSS format RINEX dan tidak
memancarkan koreksi RTCM melalui internet pada IP dan port tersebut.
Selain perangkat lunak Spider, pada server CORS GMU1 telah terpasang
perangkat lunak NetHub yang dikembangkan oleh Javad. Perangkat lunak ini telah
difungsikan sejak Maret 2013. NetHub digunakan sebagai NTRIP caster yang
berfungsi memancarkan koreksi RTCM melaui IP 175.111.91.198 port 2012. Namun
demikian, NetHub masih mempunyai kekurangan yaitu relatif kurang stabil dalam
memancarkan koreksi RTCM.
CORS GMU1 mempunyai dua NTRIP caster di luar server CORS GMU1.
NTRIP caster tersebut masing-masing adalah NTRIP caster GFZ dan NTRIP caster
Checkpoint. Pengguna dapat terhubung ke NTRIP caster GFZ melalui IP
139.17.3.112 port 2101 dengan melakukan login menggunakan username dan
password yang diberikan oleh GFZ. Namun demikian, GFZ hanya memberikan satu
akun yang berisi username dan password. Hal ini menyebabkan penggunaan NTRIP
caster tersebut menjadi rawan dari sisi keamanan. NTRIP caster Checkpoint dapat
2
diakses pengguna melalui domain ozcors.com port 2101 dengan melakukan registrasi
terlebih dahulu. Setelah melakukan registrasi pengguna akan diberikan akun trial
dengan masa aktif satu minggu.
Berdasarkan masalah pada masing-masing NTRIP caster yang telah diuraikan
di atas maka perlu dibuat NTRIP caster baru yang bisa digunakan sebagai alternatif
NTRIP caster CORS GMU1. NTRIP caster yang dihasilkan dapat memberikan
koreksi RTCM relatif stabil dan admin dapat memberikan akses kepada pengguna
dengan lebih leluasa dan aman.
I.2. Cakupan Kegiatan
Kegiatan yang dilakukan pada pembuatan NTRIP caster pada CORS GMU1
ini adalah sebagai berikut :
1. Melakukan observasi pada server CORS GMU1.
2. Menyiapkan server independen di luar server CORS GMU1 yang akan
digunakan sebagai server NTRIP caster.
3. Memasang sistem operasi Linux Centos 6.5 32 bit pada server.
4. Memasang aplikasi Ntripserver 1.0 dan Ntripcaster 0.1.5 pada sistem
operasi Linux Centos 6.5 32 bit.
5. Mengkonfigurasi koneksi server NTRIP caster dengan NTRIP source.
Tipe koneksi yang digunakan untuk transfer data adalah Serial Port
conection, TCP/IP connection, dan NTRIP caster connection.
6. Mengkonfigurasi streaming data koreksi RTCM dan membuat akun untuk
otentifikasi pengguna.
7. Mengaktifkan NTRIP caster.
8. Mengecek fungsionalitas NTRIP caster yang dibuat.
I.3. Tujuan
Membuat NTRIP caster CORS GMU1 menggunakan aplikasi berbasis Linux
dan menguji fungsionalitas NTRIP caster untuk pengukuran metode RTK NTRIP.
I.4. Manfaat
Pembuatan NTRIP caster dalam proyek ini diharapkan dapat bermanfaat
untuk admin dan user. NTRIP caster dapat digunakan oleh admin sebagai alternatif
untuk mengirimkan data GNSS dan penggunaan akun server GFZ menjadi lebih
3
aman. Manfaat disisi user yaitu akses untuk terkoneksi keberbagai sumber data
menjadi lebih efisien karena hanya membutuhkan satu IP Address, port, username,
dan password.
I.5. Landasan Teori
I.5.1. GNSS
GNSS (Global Navigation Satellite System) adalah sistem navigasi satelit
untuk penentuan posisi geo-spasial (bujur, lintang, dan ketinggian) secara ekstra
terrestrial secara global. Sistem satelit yang tergabung didalam GNSS saat ini adalah
satelit-satelit GPS, GLONAS, dan GALILEO. GNSS terdiri atas tiga segmen
(Hofmann-Wellenhof, 2008), yaitu :
1. Segmen angkasa (space segment). Untuk memberikan kemampuan secara
kontinyu penentuan posisi global, maka harus dikembangkan konstelasi
jumlah satelit untuk masing-masing GNSS. Hal ini untuk memastikan
bahwa setidaknya empat satelit secara simultan terlihat pada setiap lokasi
di permukaan bumi. Satelit-satelit GNSS, pada dasarnya telah dilengkapi
dengan platform untuk jam atom, radio transceiver, computer dan
berbagai peralatan pembantu yang digunakan untuk mengoperasikan
sistem.
2. Segmen sistem kontrol (control system segment). Disebut juga sebagai
segmen tanah (ground segment), bertanggung jawab atas kemudi semua
sistem. Tugas ini meliputi, penyebaran dan pemeliharaan sistem, pelacak
satelit untuk penentuan dan prediksi orbit dan jam parameter, pemantauan
data tambahan (misalnya, parameter ionosfer), dan meng-upload pesan ke
satelit.
3. Segmen pengguna (user segment). Diklasifikasikan ke dalam kategori
pengguna (militer dan sipil), jenis penerima (kemampuan untuk melacak
satu, dua atau bahkan frekuensi lebih), dan berbagai layanan informasi
pemerintah maupun swasta yang telah didirikan untuk memberikan
informasi status GNSS dan data kepada pengguna.
I.5.1.1. GPS (Global Positioning System). GPS mempunyai nama resmi Navigation
Satellite Time and Ranging Global Positioning System (NAVSTAR GPS). GPS
adalah sistem radio navigasi dan penentuan posisi berdasarkan satelit yang
4
dikembangkan dan dikelola oleh Amerika Serikat sejak tahun 1973. Sistem ini terdiri
dari 24 satelit dengan jarak ketinggian orbit 20.200 km dari bumi. Sistem ini dapat
digunakan oleh banyak orang pada saat yang bersamaan dan beroperasi secara
kontinyu dalam segala cuaca di seluruh dunia. Sistem ini didesain untuk memberikan
posisi dengan kecepatan tiga dimensi yang teliti dan juga informasi mengenai waktu.
Konsep dasar penentuan posisi dengan GPS adalah reseksi (pengikatan ke
belakang) dengan jarak, yaitu dengan pengukuran jarak secara simultan ke beberapa
satelit GPS yang koordinatnya telah diketahui. Secara vektor, prinsip dasar
penentuan posisi dengan GPS dapat dilihat pada Gambar 1.1. Parameter yang akan
ditentukan adalah vektor geosentrik pengamat ( ̅ ). Untuk itu, vektor posisi
geosentrik satelit GPS ( ̅) telah diketahui, maka yang perlu ditentukan adalah vector
posisi toposentris satelit terhadap pengamat ( ̅). Posisi yang diberikan oleh GPS
adalah posisi tiga dimensi (X, Y, Z ataupun λ, φ, h) yang dinyatakan dalam datum
WGS 1984 dengan spektrum ketelitian posisi yang sangat luas, mulai dari fraksi
meter sampai milimeter (Abidin, 2006).
Gambar I.1. Konsep penentuan posisi GPS (Abidin, 2006).
Lokasi pengamatan titik GPS dipilih sesuai kebutuhan dan tujuan
penggunaannya. Lokasi pengamatan titik GPS mempunyai syarat utama sebagai
berikut :
1. Mempunyai ruang pandang langit yang bebas ke segala arah di atas
elevasi 15 derajat.
2. Jauh dari obyek-obyek reflektif yang mudah memantulkan sinyal GPS
5
untuk meminimalkan atau mencegah efek multipath.
3. Jauh dari obyek-obyek yang dapat menimbulkan interferensi elektris
terhadap penerimaan sinyal GPS.
Struktur frekuensi dan parameter komponen sinyal GPS ditampilkan pada Gambar
I.2.
Gambar I.2. Struktur frekuensi dan parameter komponen sinyal GPS (Abidin,
2007).
I.5.1.2. GLONASS (Global Navigation Satellite System). GLONASS adalah sistem
radio navigasi berbasis satelit yang dioperasikan oleh Coordination Scientific
Information Center (CNITs) pemerintah Rusia untuk Russian Space Forces
(angkatan ruang angkasa Rusia). GLONASS merupakan alternatif dan pelengkap
untuk teknologi GPS (Global Positioning System) milik Amerika Serikat,
GLONASS dirancang dengan tujuan untuk keperluan militer dan sipil.
Pengembangan GLONASS dimulai sejak tahun 1976 di Uni Soviet. Pada
tanggal 12 Oktober 1982, roket pertama diluncurkan dalam rangka penambahan
jumlah satelit dan selesai pada tahun 1995. Setelah jumlah satelit lengkap, sistem
GLONASS mengalami keterpurukan karena runtuhnya sistem perekonomian Rusia.
Pemerintah Rusia mulai memprioritaskan pemulihan sistem ini pada tahun 2000-an
dengan anggaran biaya yang besar.
Pada tahun 2010, GLONASS telah mencapai cakupan 100% dari wilayah
Rusia. Saat ini, Rusia tercatat memiliki total 22 satelit GLONASS yang mengorbit
bumi, tetapi hanya 16 satelit yang dapat difungsikan dan memberikan layanan
navigasi di seluruh wilayah teritorial Rusia. Peluncuran satelit masih dilakukan oleh
6
pemerintah Rusia dan diharapkan selesai pada tahun 2011. Operasional segmen
angkasa GLONASS, ke-24 satelitnya ditempatkan dalam tiga bidang orbit
berinklinasi sebesar 65 derajat, masing-masing 8 satelit untuk setiap orbitnya. Setiap
satelit beroperasi di orbit dengan jarak 19.100 km lebih rendah dari orbit GPS,
sehingga periode orbitnya lebih pendek sekitar 43 menit (Abidin, 2006).
Sistem referensi terestrial untuk koordinat satelit GLONASS dinotasikan
dengan PZ-90, singkatan berawal dari “Parameters of the Earth 1990” yang
keduanya dari terjemahan ke dalam bahasa Rusia “Parametry Zemli 1990”.
I.5.1.3. GALILEO. Satelit Galileo merupakan sistem satelit navigasi global Eropa
yang pertama dengan tingkat akurasi yang tinggi dan dikelola oleh pihak sipil Uni
Eropa. Tujuan Uni Eropa untuk menciptakan satelit baru ini adalah untuk
mengurangi ketergantungan terhadap pemakaian GPS dan untuk dapat bersaing
dalam dunia satelit dengan negara-negara maju seperti Amerika Serikat. Sistem ini
didesain untuk memberikan posisi dan kecepatan tiga-dimensi serta informasi
mengenai waktu secara kontinyu di seluruh dunia tanpa bergantung pada waktu dan
cuaca kepada banyak orang secara simultan. Satelit ini masih baru dan mulai
diluncurkan pada tahun 2005, dan beroperasi secara penuh pada tahun 2008. Prinsip
penentuan posisi dengan satelit Galileo hampir sama dengan penentuan posisi
dengan GPS. Kedua satelit navigasi ini hanya berbeda pada spesifikasi dan
kemampuannya. Galileo terdiri dari 30 satelit, dimana terdapat 27 satelit yang aktif
dan 3 satelit cadangan (spare) dalam Medium Earth Orbit (MEO) pada ketinggian
23.600 km. Satelit akan melakukan perjalanan sepanjang tiga orbit sirkular pada
inklinasi 56 derajat. Waktu orbit 14 jam, konfigurasi dari konstelasi akan menjamin
sekurang-kurangnya 10 satelit yang kelihatan akan memberikan informasi posisi dan
waktu untuk semua lokasi, termasuk daerah kutub. Wahana Satelit Galileo
diharapkan akan dapat bertahan selama 10 tahun. Komponen utama dari suatu
receiver Galileo secara umum adalah antena dengan pre-amplifier, bagian RF dengan
pengidentifikasi sinyal dan pemroses sinyal, pemroses mikro untuk pengontrolan
receiver, data sampling dan pemroses data ( solusi navigasi ), osilator presisi , catu
daya, unit perintah dan tampilan, dan memori data (Moore, 2012).
I.5.1.4. Penentuan posisi GNSS secara real-time. Penentuan posisi GNSS secara
realtime ada dua metode, yaitu metode DGPS (Differential Global Positioning
7
System) dan RTK (Real Time Kinematic).
1. DGPS adalah metode penentuan posisi secara differensial yang
menggunakan data pseudorange. Sistem ini umumnya digunakan untuk
penentuan posisi obyek yang bergerak. Untuk merealisasikannya maka
stasiun monitor harus mengirimkan koreksi differensial kepengguna
secara rea-time dengan menggunakan sistam komunikasi data tertentu.
Koreksi differensial ini dapat berupa koreksi pseudorange (seperti RTCM
SC-104) maupun koreksi koordinat. Dalam hal ini, yang umum digunakan
adalah koreksi pseudorange. Koreksi koordinat jarang digunakan, karena
koreksi ini menuntut bahwa stasiun referensi pengirim koreksi serta
pengamat mengamati satelit yang sama. Tingkat akurasi yang diperoleh
dalam pengukuran metode DGPS berkisar 1-3 meter. DGPS digunakan
untuk penentuan posisi objek bergerak. Aplikasi metode DGPS misalnya
pada survei kelautan dan navigasi kapal (Abidin, 2007). Konsep
pengukuran DGPS ditampilkan pada Gambar I.3.
Gambar I.3. Konsep pengukuran DGPS (Abidin, 2007).
2. RTK merupakan metode yang berbasiskan pada carrier phase dalam
penetuan posisi secara relatif dengan tingkat ketelitian mencapai satuan
centimeter secara real time. Sistem RTK merupakan prosedur DGPS
(Differential Global Positioning System) menggunakan data
pengamatan fase, data atau koreksi fase dikirim secara seketika dari
stasion referensi ke receiver pengguna. Penggunaan data pengamatan fase
membuat informasi posisi yang dihasilkan memiliki ketelitian tinggi.
Sistem RTK berkembang setelah diperkenalkannya suatu teknik untuk
memecahkan ambiguitas fase disaat receiver dalam keadaan bergerak
8
yang dikenal dengan metode penentuan ambiguitas fase secara On The
Fly (OTF). Proses pengiriman data atau koreksi fase menggunakan radio
modem sehingga dapat dilakukan secara seketika, membuat informasi
posisi yang dihasilkan oleh sistem ini dapat diperoleh secara seketika
(Rahmadi, 1997). RTK dibagi menjadi dua jenis, yaitu RTK Radio dan
RTK NTRIP. RTK Radio memancarkan sinyal UHF/VHF via radio
modem untuk mengirimkan koreksi. RTK NTRIP memancarkan koreksi
RTCM via internet untuk mengirimkan koreksi. Komponen RTK ada dua
yaitu base station dan rover. Base station adalah Receiver GNSS yang
berada pada lokasi tertentu dan berguna sebagai titik referensi untuk
menentukan posisi titik yang diamat oleh receiver GNSS yang lain (rover
/pengguna). Dalam metode penentuan posisi RTK, base station berfungsi
untuk memancarkan sinyal koreksi ke rover. Rover adalah Receiver
GNSS yang menerima koreksi dari stasiun referensi/base station, yang
bergerak dari lokasi satu ke lokasi lain selama pelaksanaan survei RTK.
Tingkat akurasi dalam pengukuran metode RTK adalah 1-5 centimeter.
Aplikasi metode RTK adalah stake out, survei kadastral, survei tambang,
dan navigasi ketelitian tinggi (Abidin, 2007). Konsep pengukuran metode
RTK tersaji pada Gambar I.4.
Gambar I.4. Konsep pengukuran metode RTK (Abidin, 2007)
I.5.2. Datum
Datum merupakan besaran-besaran atau konstanta-konstanta sebagai
referensi atau dasar yang digunakan untuk menentukan hitungan besaran-besaran
yang lain. Datum dalam bidang geodesi yaitu konstanta-konstanta yang digunakan
9
untuk mendefinisikan sistem koordinat yang digunakan untuk kontrol geodesi.
Datum dibagi menjadi tiga macam yaitu datum lokal, datum regional dan datum
global (Hassdyk dan Janssen, 2011).
1. Datum lokal adalah datum geodesi yang menggunakan ellipsoid referensi
yang dipilih paling sesuai dengan bentuk geoid lokal atau relatif tidak
luas. Contoh datum lokal yaitu Luzon (Filipina) dan Indian (India).
2. Datum regional adalah datum geodesi yang menggunakan ellipsoid
referensi yang dipilih paling sesuai dengan bentuk geoid untuk area yang
relatif luas. Datum regional digunakan bersama-sama oleh beberapa
negara yang berdekatan hingga negara-negara yang berada dalam satu
benua yang sama. Contoh datum regional yaitu Datum Amerika Utara
1983 (NAD83) dan Europian Datum 1989 (ED89).
3. Datum global adalah datum geodesi yg menggunakan ellipsoid referensi
yang dipilih paling sesuai dengan bentuk geoid untuk area seluruh
permukaan bumi. Contoh datum global adalah WGS 84 (Smith, 1997).
Dahulu sistem atau datum lokal direalisasikan melalui satu titik datum.
Sekarang, sistem atau datum geodetik global direalisasikan melalui jaring titik
kontrol atau fiducial points yang tersebar di seluruh permukaan bumi seperti ITRS
(International Terestrial Refence System) yang direalisasikan melalui ITRF.
Pemutakhiran ITRF (International Terestrial Refence Frame) secara periodik selama
kurun waktu 20 tahun telah menghasilkan 13 versi ITRF, mulai dari ITRF88 sampai
dengan ITRF2008. Istilah datum dinamik nampaknya pantas diberikan kepada sistem
dan kerangka acuan geodetik yang data koordinat beserta laju pergeseran fiducial
points nya dimutakhirkan secara periodik (Kelly, 2012).
World Geodetic System 1984 (WGS84) merupakan sistem (datum) geodetik
global yang didefinisikan dengan origin geosentrik, orientasi sumbu-sumbu
koordinat kartesian mengikuti definisi BIH-1984. Pada awalnya, WGS84
direalisasikan melalui sejumlah titik kontrol terestrial yang ditentukan melalui
pengamatan satelit Doppler. Hasil realisasi tersebut WGS84 identik dengan ITRF
dalam level 1 meter. Pengamatan GPS selanjutnya menghasilkan WGS84 yang
direalisasikan dengan koordinat jaring titik kontrol terestrial yang dikenal dengan
G730 (tahun 1994), kemudian G873 (tahun 1996), dan terakhir G1150 (2001). Pada
10
realisasinya yang terakhir ini, origin dan orientasi sumbu-sumbu koordinat WGS84
berimpit dengan ITRF pada level 10 centimeter (Stanaway, 2008).
I.5.3. CORS
CORS (Continously Operating Reference Station) adalah sistem jaringan
kontrol yang beroperasi secara kontinu untuk acuan penentuan posisi GNSS. CORS
digunakan sebagai infrastruktur untuk pekerjaan dengan tigkat akurasi tinggi dalam
bidang survey, pemetaan, navigasi, dan geodesi. CORS dapat diakses secara realtime
maupun post processing oleh siapapun yang menggunakan receiver dengan
spesifikasi tertentu. CORS melayani client yang melakukan mengukuran GNSS
dengan metode DGPS (data kode) dan RTK (data fase). Receiver GNSS agar dapat
mengakses CORS harus dilengkapi dengan sambungan internet untuk komunikasi
data dari stasiun CORS ke receiver (Rizos, 2008 ). Konsep pengukuran survei GNSS
menggunakan sistem CORS ditampilkan pada Gambar I.5.
Gambar I.5. Konsep sistem CORS (Arianto dan Sunantyo, 2009).
Metode pengukuran RTK GNSS CORS terdiri dari stasiun GNSS CORS, satu
data server GNSS CORS, dan beberapa rover GNSS CORS. Stasiun CORS
terhubung dengan data server menggunakan jaringan wireless atau kabel LAN
(Local Area Network). Rover terhubung dan login ke data server menggunakan
jaringan GSM (Global System Mobile) dan CDMA (Code Division Multiple Access).
Data server mengirim beberapa data dari base station ke rover dalam berbagai
format sesuai dengan permintaan dari rover. Sistem CORS memungkinkan tingkat
akurasi pengukuran horisontal dan vertikal hingga ketelitian centimeter relatif
11
terhadap sistem referensi nasional. Beberapa keunggulan mengunakan CORS dalam
sistem GNSS antara lain; sebagai sistem referensi yang stabil, meningkatkan akurasi
dalam wilayah kerja, mengurangi kesalahan, mengingkatkan kualitas data,
meningkatkan efisiensi kerja dalam survei GNSS, dan pengiriman data tidak terbatas
pada jumlah terminal dan mengurangi biaya user (Sunantyo, 2009).
Komponen CORS yang paling utama adalah stasiun referensi (Base Station).
Koreksi yang dikirimkan oleh base station kepada user akan memberikan ketelitian
dan keaurasian terhadap hasil pengukuran. Ada dua tipe base station dalam GNSS
CORS yaitu single base station dan network base station (Vella, 2009).
1. Single Base Station
Single base station adalah sistem GNSS CORS yang menggunakan satu
stasiun referensi untuk mengirimkan koreksi kepada user. Jarak yang
dapat dilayani oleh stasiun referensi dalam mengirim koreksi adalah 10-
20 km (Vella, 2009). Konsep single base station CORS ditampilkan pada
Gambar I.6.
Gambar I.6. Single base station CORS (Duffy and Whitaker, 2003).
2. Network Base Station
Network Base Station adalah sistem GNSS CORS yang menggunakan
lebih dari satu stasiun referensi. Data dari semua stasiun referensi
dikirimkan kepada sebuah aplikasi kemudian aplikasi tersebut
mengirimkan koreksi kepada user. Jarak yang bisa dilayani oleh aplikasi
dalam mengirimkan koreksi adalah 50-70 km (Vella, 2009). Konsep
Base Station Rover
12
network base station CORS ditampilkan pada Gambar I.7.
Gambar I.7. Network base station CORS (Vella, 2009).
Perbandingan cakupan area CORS menggunakan single base station dengan
network base station dapat dilihat pada Gambar I.8.
Gambar I.8. Cakupan area (a) single base station CORS dan (b) network base
station CORS ( Jansen dkk, 2011).
I.5.4. NTRIP
NTRIP (Network Transport of RTCM via Internet Protocol) adalah protokol
untuk streaming Differensial GPS melalui internet. NTRIP dikembangkan pertama
kali oleh Bundesamt für Kartographie und Geodäsie dan Dormundt University
Department of Computer Science. NTRIP dirancang menjadi protocol non-profit
yang sudah diakui secara internasional sebagai sarana untuk transfer data GNSS.
a b
13
Transfer data GNSS menggunakan NTRIP memanfaatkan layanan HTTP 1.1.
NTRIP didesain untuk mengirimkan koreksi data GNSS dari stasiun GNSS CORS.
Koreksi data melaui NTRIP dapat diterima oleh clients melalui PC, Laptop, PDA,
dan receiver GNSS. Streaming data NTRIP dapat dilakukan dengan menggunakan
Internet secara Wifi dan Mobile Internet (GSM, EDGE, GPRS, dan UMTS). NTRIP
terdiri dari 4 komponen yaitu : NTRIP source, NTRIP server, NTRIP caster, dan
NTRIP client. NTRIP caster bekerja menggunakan program HTTP server, sedangkan
NTRIP Server dan NTRIP client bertindak sebagai HTTP Clients. Skema komponen
streaming NTRIP tersaji Gambar I.9.
Gambar I. 9. Skema komponen streaming NTRIP (BKG, 2003).
I.5.4.1. NTRIP Source. NTRIP source adalah komponen dari NTRIP yang
menyediakan data koreksi GNSS berupa RTCM. NTRIP source adalah istilah untuk
stasiun GNSS CORS, karena fungsi GNSS CORS yang menyediakan layanan
streaming data kepada NTRIP client. Selain koreksi RTCM, NTRIP source juga
menyediakan informasi berupa koordinat stasiun, file navigasi satelit GNSS (GPS,
GLONAS, GALILEO). Setiap NTRIP source harus mempunyai mountpoint yang
unik dalam NTRIP caster. Mountpoint adalah istilah yang digunakan oleh stasiun
GNSS CORS untuk mendefisinikan posisi dan berguna untuk memberikan koreksi
RTCM kepada NTRIP Client (BKG, 2003).
I.5.4.2. NTRIP Server. NTRIP server digunakan untuk mengirimkan data GNSS
CORS dari NTRIP source kepada NTRIP caster. Sebelum mentransmisikan data
GNSS ke NTRIP caster melalui TCP/IP, NTRIP server mengirimkan perintah kepada
mountpoint untuk mengirimkan data ke NTRIP caster. NTRIP server di-install pada
14
PC untuk menerima koreksi dari NTRIP source melalui port yang terhubung ke
NTRIP source. Data koreksi tersebut kemudian dikirimkan kepada NTRIP caster.
Proses pengiriman koreksi kepada NTRIP source menggunakan layanan protocol
(BKG, 2003).
I.5.4.3. NTRIP Caster. NTRIP caster adalah server yang menggunakan layanan
HTTP. Layanan NTRIP caster mampu melayani request atau response
menggunakan streaming bandwith rendah yaitu (50-500 bit/ detik). NTRIP caster
melayani NTRIP server dan NTRIP client berdasarkan kode yang dikirim melalui
port. Kode yang diterima oleh NTRIP caster kemudian diterjemahkan untuk
menerima atau mengirim data. NTRIP server harus berada dalam satu kesatuan
dengan NTRIP caster, NTRIP caster dan NTRIP server (BKG, 2003).
I.5.4.4. NTRIP Client. NTRIP Client dalah komponen NTRIP yang menggunakan
layanan koreksi data stasiun GNSS CORS. Koreksi yang didapat diperoleh dengan
cara mengirimkan pesan dan kode kepada NTRIP caster. Pesan dan kode yang
dikirim oleh NTRIP client menggunakan koneksi TCP/IP. Komunikasi antara NTRIP
caster dan NTRIP client dapat berjalan dengan lancar menggunakan HTTP 1.1
(BKG, 2003).
1.5.5. RTCM
RTCM (Radio Technical Commission for Maritime Services), merupakan
organisasi ilmiah, profesional, dan non-profit bertingkat internasional. Anggota
RTCM adalah organisasi non-individu yang terdiri dari pemerintah dan non-
pemerintah. Pada awalnya RTCM tahun 1947 sebagai komite penasehat pemerintah
Amerika, kini RTCM merupakan organisasi mandiri yang didukung oleh anggotanya
dari seluruh dunia. Di Amerika RTCM digunakan oleh Federal Communications
Commission dan USCG (United States Coast Guard) untuk menentukan sistem
radar. Cara menggunakan data CORS yaitu client mengunduh RTCM dari NTRIP
dengan menggunakan koneksi GPRS, GSM, Satphone dan sebagainya. RTCM yang
diunduh secara real-time tersebut digunakan untuk koreksi posisi dalam pengamatan
dengan RTK maupun DGPS. Teknik ini merupakan inovasi terhadap teknik RTK
dan DGPS konvensional. Metode RTK dan GPS konvensional hanya mampu
menjangkau jarak sekitar 5-10 km, sementara teknik RTCM ini mampu menjangkau
jarak sampai 100 km. Format khusus untuk GPS adalah RTCM-104, berupa data
15
biner yang terdiri atas beberapa versi sebagai berikut (http://www.rtcm.org/, 2013).
Format RTCM telah menagalami beberapa perkembangan yaitu (Heo dkk, 2009).
1. RTCM 2.0 (Koreksi Kode untuk DGPS).
2. RTCM 2.1 (Koreksi Kode dan Fase untuk RTK).
3. RTCM 2. 2 (Koreksi Kode dan Fase untuk RTK + GLONASS ).
4. RTCM 2.3 (Koreksi Kode dan Fase untuk RTK + GPS Antenna
Definition).
5. RTCM 3.0 (Koreksi Kode dan Fase untuk RTK + Network RTK untuk
GNSS)
RTCM yang digunakan dalam koreksi GNSS CORS adalah RTCM 3.0.
RTCM 3.0 mempunyai beberapa tipe pesan dan informasi yang dibawa pada tipe
pesan. Tipe pesan RTCM 3.0 tersaji pada Tabel I.1.
Tabel I.1. Tipe Pesan RTCM 3.0 (Heo dkk, 2009).
No Tipe pesan Isi pesan
1 1001 Pengamatan L1 RTK GPS
2 1002 Pengamatan L1 RTK GPS dan gangguan sinyal satelit
3 1003 Pengamatan L1 dan L2 RTK GPS
4 1004 Pengamatan L1 dan L2 RTK GPS dan gangguan sinyal satelit
5 1005 Stasiun RTK dengan referensi koordinat ARP
6 1006 Stasiun RTK dengan referensi koordinat ARP dan tinggi
antena
7 1007 Deskripsi Antena
8 1008 Deskripsi dan Serial Number Antena
9 1009 Pengamatan L1 RTK GLONASS
10 1010 Pengamatan L1 RTK GLONASS dan gangguan sinyal satelit
11 1011 Pengamatan L1 dan L2 RTK GLONASS
12 1012 Pengamatan L1 dan L2 RTK GLONASS dan gangguan sinyal
satelit
13 1013 Sistem parameter
14 1014 Sistem parameter
15 1015 Koreksi Ionosphere GPS
16 1016 Koreksi Geometrik GPS
17 1017 Kombinasi koreksi Geometrik dan Ionosphere GPS
18 1018 Koreksi Ionosphere tambahan dengan pesan yang berbeda
19 1019 GPS ephemeris
20 1020 GLONASS ephemeris
I.5.6. Data Mentah Receiver GNSS
Data mentah receiver GNSS adalah data hasil pengamatan yang berisi
16
informasi pseudorange, actual range, ionospheric delay, tropospheric delay, satellite
clock error, receiver clock error, multipath on pseudorange, dan noise on
pseudorange. Semua informasi tersebut kemudian diekstrak dan dihitung oleh
software sehingga menghasilkan posisi receiver GNSS. Kelemahan data raw yaitu
hanya bisa diekstrak dan dihitung oleh software yang sesuai dengan jenis receiver
GNSS (Gurtner, 2007).
I.5.7. Data RINEX
RINEX (Receiver Independent Exchange) adalah format data hasil
pengamatan receiver GNSS dengan format yang standard. RINEX dikembangan oleh
University of Berne untuk mempermudah mengolah data hasil pengamatan receiver
GNSS yang berbeda-beda. Format data RINEX sudah mengalami beberapa
perkembangan, yaitu (Gurtner dan Estey, 2013).
1. RINEX versi 1 adalah RINEX versi pertama yang dipublikasikan dalam
5th
International Geodetic Symposium on Satellite Positioning tahun 1989.
Informasi satelit yang adalam RINEX versi 1 hanya satelit GPS.
2. RINEX versi 2 adalah RINEX versi kedua yang dipublikasikan dalam
Second International Symposium of Precise Positioning with the Global
Positioning system tahun 1990. RINEX versi 2 menambahkan informasi
dari satelit GLONASS dan SBAS. RINEX versi 2 terdapat dalam
beberapa versi yaitu RINEX versi 2.10, RINEX versi 2.11, dan RINEX
versi 2.20.
3. RINEX versi 3 adalah RINEX versi terbaru yang dipublikasikan pada
tahun 2006. RINEX versi 3 memungkinkan untuk memberi informasi
lebih banyak mengenai satelit GNSS. Informasi satelit yang ditambahkan
dalam RINEX versi 3 yaitu Galileo, Beidou, dan Quazi Zenith. RINEX
versi 3 terdapat beberapa versi yaitu RINEX versi 3.00, RINEX versi 3.01,
dan RINEX versi 3.02.
Informasi dasar yang harus ada dalam data RINEX yaitu ; waktu berisi
informasi waktu receiver menerima sinyal dari satelit, pseudo range berisi informasi
jarak antara antena receiver ke antena satelit, phase berisi informasi fase yang
dibawa dalam satu siklus, Doppler berisi informasi sinyal tambahan satelit Doppler,
17
dan jumlah satelit berisi informasi jumlah satelit yang diamat oleh receiver (Gurtner
dan Estey, 2013). Contoh data RINEX versi 3.0 format compact dapat dilihat pada
Gambar I.10.
Gambar I.10. Contoh Data RINEX versi 3 format compact (Hatanaka, 2008).
Gambar I.10. merupakan data RINEX versi 3.00 format compact yang sudah
dimodifikasi oleh Hatanaka, sedangkan data RINEX versi lain terlampir pada
lampiran 1.
I.5.8. LINUX
Linux merupakan salah satu contoh hasil pengembangan perangkat lunak
yang bebas dan terbuka. Seperti perangkat lunak bebas dan terbuka lainnya, source
code Linux dapat dimodifikasi, digunakan dan didistribusikan kembali secara bebas
oleh siapa saja. Nama " Linux " berasal dari nama pembuatnya, yang diperkenalkan
tahun 1991 oleh Linus Torvalds. Sistemnya berasal dari sistem operasi GNU yang
18
diperkenalkan tahun 1983 oleh Richard Stallman. Kontribusi GNU adalah dasar dari
munculnya nama alternatif GNU/Linux. Kesuksesan Linux dikarenakan Linux tidak
bergantung kepada vendor (vendor independence), biaya operasional yang rendah,
dan kompatibilitas yang tinggi. Serta faktor keamanan dan kestabilannya yang tinggi
dibandingkan dengan sistem operasi lainnya seperti Microsoft Windows (Boronczyk
and Negus, 2009).
I.5.8.1. Shell. Shell (command interpreter) adalah program yang menyediakan
antarmuka untuk pengguna sistem operasi. Program antarmuka ini bertugas
menerjemahkan perintah-perintah dari pengguna ke sistem operasi. Wujud dari
program antarmuka ini ada dua, yaitu berbasis teks (CLI/Command Line Interface)
dan berbasis grafis (GUI/ Graphical User Interface). Secara umum, shell berguna
sebagai penerjemah instruksi dari pengguna ke kernel. Penggunaan shell antara lain
digunakan untuk copy-paste berkas, meng-install program, melihat isi hard disk,
menghapus berkas, membuat folder, dan lain-lain.. Semua instruksi yang diberikan
kepada kernel diterjemahkan dulu oleh shell. Shell yang sering digunakan dalam
pengoperasian Linux adalah Shell CLI atau Terminal (Gedriss, 2003).
1.5.8.2. Root atau Super User. Root adalah username atau akun yang bisa
menggunakan command dan mengakses semua file yang ada dalam system operasi
Linux. Root digunakan untuk membedakan antara common user dan super user.
Perbedaan antara common user dan super user adalah hak akses terdapat direktori
dan file. Common user hanya bisa mengakses direktori dan file yang berada dalam
home direktori sedangkan super user dapat mengakses direktori dan file pada root
direktori. Common user dapat berubah menjadi super user dengan cara memasukkan
password super user. Tujuan dengan dibuatnya sistem common user dan super user
pada Linux adalah untuk melindungi file, konfigurasi sistem, dan modifikasi sistem.
(Boronczyk and Negus, 2009).
1.5.8.3. Editor VI. Editor VI merupakan editor berbasis text yang banyak digunakan
pemakai Linux. Pemakai dapat mengedit text dan menggerakkan kursor ke bagian
layar yang ingin diedit. Pemakai yang baru pertama kali menggunakan editor ini
biasanya akan mengalami kesulitan, dikarenakan tidak tersedianya menu - menu atau
petunjuk yang nyata jelas terpampang di layar. Editor VI terdapat dua mode yaitu
command mode dan insert mode.
19
1. Command mode (mode perintah) adalah modus perintah dapat digunakan
untuk memasukkan perintah-perintah untuk memanipulasi teks dan file.
Perintah-perintah ini biasanya terdiri dari satu atau dua buah karakter.
2. Insert mode (mode penyisipan) digunakan untuk melakukan pengetikan
teks. Pada saat pertama kita memulai editor VI, langsung berada pada
mode perintah. Perintah untuk memasuki mode penyisipan adalah ketik
huruf i. Bila menekan tombol [Esc],maka akan kembali ke mode perintah.
Sedangkan penekanan [Esc] pada mode perintah tidak akan
mengakibatkan keluar dari mode perintah (Shiquan, 2013).
I.5.9. Internet Protocol Address (IP Address)
IP Address merupakan pengenal yang digunakan umtuk memberi alamat pada
setiap komputer dalam jaringan. Format IP address adalah bilangan 32 bit yang tiap
8 bit dipisahkan oleh tanda titik. Format IP Address dapat berupa bentuk „biner‟
(xxxxxxxx.xxxxxxxx.xxxxxxxx.xxxxxxxx dengan x merupakan bilangan biner).
Atau dengan bentuk empat bilangan desimal yang masing-masing dipisahkan oleh
titik bentuk ini dikenal dengan „dotted decimal’ (xxx.xxx.xxx.xxx adapun xxx
merupakan nilai dari satu oktet/delapan bit). IP Address terdiri atas dua bagian yaitu
network ID dan host ID. Network ID menunjukkan nomor network, sedangkan host
ID mengidentifkasikan host dalam satu network. Pengalokasian IP address pada
dasarnya ialah proses memilih network ID dan host ID yang tepat untuk suatu
jaringan (Houston, 2011).
IP Address dibagi menjadi dua tipe yaitu Local IP Address dan Public IP
Address. Local IP Address adalah suatu IP Address yang digunakan oleh suatu
organisasi yang diperuntukkan untuk jaringan lokal. Sehingga organisasi lain dari
luar organisasi tersebut tidak dapat melakukan komunikasi dengan jaringan lokal
tersebut. Contoh pemakaian Local IP Address yaitu pada jaringan intranet. Public IP
Address adalah suatu IP Address yang digunakan pada jaringan lokal oleh suatu
organisasi dan organisasi lain dari luar organisasi tersebut dapat melakukan
komunikasi langsung dengan jaringan lokal tersebut. Contoh pemakaian Public IP
Address adalah pada jaringan internet (Jones, 2003).
20
I.5.10. TCP/IP
TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol) adalah
sekelompok protocol yang mengatur komunikasi data komputer di Internet.
Komputer-komputer yang terhubung ke internet berkomunikasi dengan protocol ini.
Bahasa yang digunakan sama yaitu protocol TCP/IP, maka perbedaan jenis komputer
dan system operasi tidak menjadi masalah. TCP/IP digunakan dalam NTRIP untuk
menghubungkan antara server dengan client. Pada umumnya komunikasi antar
server dan client tidak hanya melibatkan antar satu server dengan satu client. Akan
tetapi melibatkan jumlah server dan client yang lebih dari satu. Oleh karena itu untuk
memudahkan dalam mengontrol komukasi antar server dan client, maka aplikasi
Internet Protocol tidak cukup. Kinerja Internet Protocol agar lebih reliable maka
dibutuhkan tambahan aplikasi yaitu Transmission Control Protocol (TCP). Fungsi
TCP dalam IP yaitu mengatur komunikasi jika ada request dari sisi client. Server
tidak akan memberi respond kepada client jika client tidak request kepada server
(BKG, 2013).
I.5.11. Port
Port adalah mekanisme yang mengizinkan sebuah komputer untuk
mendukung beberapa sesi koneksi dengan komputer lainnya dan program di dalam
jaringan. Port dapat mengidentifikasikan aplikasi dan layanan yang menggunakan
koneksi di dalam jaringan TCP/IP. Port juga mengidentifikasikan sebuah proses
tertentu di mana sebuah server dapat memberikan sebuah layanan kepada client atau
bagaimana sebuah client dapat mengakses sebuah layanan yang ada dalam server.
Port dapat dikenali dengan angka 16-Bit (dua byte) yang disebut dengan Port
Number dan diklasifikasikan dengan jenis protocol transport apa yang digunakan, ke
dalam Port TCP dan Port UDP. Total maksimum jumlah port untuk setiap protocol
transport yang digunakan adalah 65536 buah (Al-Bahadili, 2010).
I.5.12. BKG
BKG (Bundesamt für Kartographie und Geodäsie ) merupakan Federasi
Kartografi dan Geodesi dibawah otoritas Kementrian Federal Dalam Negeri Jerman.
Tugas utama dari BKG adalah menyediakan informasi tentang geospasial dan geo-
informasi mengenai Negara Jerman. BKG GNSS Data Center (GDC) menyediakan
21
data tracking GPS dan GLONAS kepada user yang membutuhkannya. Data tracking
yang disediakan oleh GDC dapat diakses oleh semua orang melalui website
igs.bkg.bund.de (BKG, 2013).
I.5.13. Ntripcaster 0.1.5
Ntripcaster 0.1.5 adalah software yang dikembangkan oleh BKG dan
Dormundt University Department of Computer Science. Software ini dikembangkan
dengan bahasa C untuk streaming data GNSS secara real time menggunakan internet.
Software Ntripcaster 0.1.5 telah dites dan berjalan dengan lancar untuk Linux jenis
Suse, Gentoo, Debian, RetHat. Setiap orang berhak menggunakan dan
mengembangkannya karena software ini berlisensi GPL (General Public License).
Ntripcaster 0.1.5 mampu melayani 1000 NTRIP client dan 100 NTRIP server secara
simultan. Ntripcaster 0.1.5 dapat menyimpan dan mengolah sourcetable yang berisi
informasi NTRIP source yang tersedia, jaringan NTRIP source dan NTRIP caster
serta NTRIP client yang mengirim request kepada NTRIP caster (BKG, 2003).
I.5.14. Ntripserver 1.0
Ntripserver 1.0 adalah software yang dikembangkan oleh BKG untuk
mengambil data GNSS dari Serial Port Connection, TCP/IP Connection, File
Transfer, Sisnet Data Server Connection, UDP Connection, dan NTRIP caster
Connection, kemudian mengirimkan data tersebut ke Ntripcaster via TCP/IP,
Ntripcaster via RTSP/RTP, Ntripcaster via plain UDP, Ntripcaster version 1.0
(BKG, 2003).
I.5.15. BNC
BNC (BKG Ntrip Client) adalah software yang dikembangkan oleh BKG
untuk keperluan mengunduh data dari NTRIP source. Data yang diunduh dapat
berupa data raw dan RINEX data. BNC dapat di-install dalam komputer sehingga
dalam satu komputer dapat digunakan sebagai NTRIP server, NTRIP caster, dan
NTRIP client. BNC juga bisa digunakan untuk menguji koneksi antara NTRIP source,
NTRIP server, dan NTRIP caster. Selain itu BNC juga bisa mengecek konfigurasi
yang dilakukan pada NTRIP server dan NTRIP caster berhasil (BKG, 2003).