Juli 15 2019 0Comment

Perubahan Pada Receiver GNSS Dari Dulu Hingga Sekarang

aat ini, hampir semua industri profesional menggunakan survei teknologi satelit setiap hari. Selama 30 tahun terakhir, GNSS sudah menjadi instrumen penentuan posisi untuk berbagai macam aplikasi. Memang harus diakui, masih ada beberapa kasus dimana ketelitian posisi secara relatif masih digunakan sehingga pengamatan menggunakan alat pengukuran posisi optikal masih digunakan, seperti total station atau sipat data/waterpass. Akan tetapi meskipun kita menggunakan instumen optikal, kita tetap memerlukan GNSS untuk menentukan control point

Sekitar satu dekade yang lalu, kita hanya mengenal dua tipe sistem GNSS. Pertama adalah sistem RTK yang saat itu paling canggih serta mahal dan yang kedua adalah GNSS tipe handheld. Perbedaan antara kedua tipe ini adalah ketelitiannya, RTK dengan ketelitian centimeter dan handheld dengan ketelitian meter. Sistem RTK yang canggih saat itu memiliki antena yang besar dan terintegrasi dengan receiver dan kontroler terpisah yang kita pasangkan pada tongkat survey kita. Sementara GNSS tipe handheld memiliki antena kecil, receiver, dan kontroler yang terintegrasi menjadi satu unit. 

Aplikasi survey GNSS

Semua sistem yang disebutkan diatas masih dipakai hingga saat ini. Sistem RTK saat ini masih terlihat sama tetapi dengan harga yang lebih murah. Dulu konfigurasi standar GNSS adalah dengan menggunakan minimal dua unit yang masing-masing unit terhubung dengan koneksi radio. Hampir semua merk receiver GNSS saat ini menawarkan alternatif lain dalam konfigurasi receiver GNSS. Alternatif lain dalam komunikasi data GNSS saat ini adalah dengan menggunakan internet. Dari pada menjual satu unit sama yang digunakan sebagai base, kebanyakan produsen receiver sekarang menawarkan sebuah receiver yang mampu mengirim dan menerima koreksi dari jaringan kerangka kontrol posisi.

 

Gambar 1. Jaringan kerangka kontrol posisi yang terinstall diberbagai tempat (CORS).

 

Perkembangan teknologi receiver GNSS yang penting lainnya adalah terintegrasinya gelembung elektronik  pada receiver GNSS. Dimana pada zaman dulu gelembung yang ada di setiap tongkat survey harus persis ditengah untuk memastikan receiver GNSS berada di posisi dan elevasi yang tepat. Akan tetapi, receiver GNSS saat ini telah mengintegrasikan sensor untuk mengukur pitch and roll  seperti yang ada pada smartphone. Dengan menggunakan data pitch and roll dari sensor, kita dapat mengoreksi posisi antena terhadap permukaan tanah hingga kemiringan 30 derajat. Berdasarkan informasi dari sensor tersebut kita dapat memegang tongkat survey kita sedikit miring dan tetap mendapatkan posisi dan tinggi yang tepat. Hal ini tidak hanya meningkatkan akurasi, tetapi juga membantu surveyor ketika mengukur area yang sulit diakses.

Dengan memanfaatkan koreksi sistem satelit dan perangkat lunak untuk melakukan  post processing, tipe receiver saat ini mampu menerima koreksi RTK sudah menjadi standard, sehingga setiap receiver GNSS saat ini sudah mampu mengambil data dengan tingkat ketelitian centimeter. Selain itu, receiver GNSS saat ini sudah tidak lagi memiliki kontroler yang terintegrasi melainkan menggunakan koneksi via bluetooth untuk terhubung dengan perangkat berbasis Android.

 

Gambar 2. Receiver RTK yang memiliki tilt sensor untuk survey topografi (Sino GNSS T300 Plus)

Sebagai tambahan, saat ini juga sudah ada receiver RTK berbentuk kotak kecil berwarna hitam yang didesain khusus untuk dipasang pada UAV. Kebanyakan dari receiver tipe ini sudah memiliki kapasitas penyimpanan data yang besar untuk menyimpan data mentah untuk keperluan post processing, sehingga dapat memberikan posisi yang lebih akurat.

Konstelasi Satelit GNSS

Sekitar sepuluh tahun yang lalu, sistem satelit GNSS sangat sederhana, hanya ada GPS milik Amerika dan Glonass milik Rusia. Pada waktu yang sama, sistem satelit GNSS lain muncul dan menjadi bahan perbincangan, yaitu Galileo milik Eropa. Meskipun Galileo belum beroperasi secara penuh, dengan menerima sinyal dari Galileo sudah dapat meningkatkan kualitas posisi. Kemudian sistem satelit GNSS yang paling terbaru muncul adalah Beidou milik China. Awalnya peruntukan sistem satelit ini hanya untuk sistem satelit regional. Tetapi China segera mengubahnya sehingga dapat digunakan secara global dengan 23 satelit yang sudah mengorbit bumi dan sudah beroperasi penuh di wilayah Asia. Untuk pengguna receiver GNSS yang berada di Asia, memastikan bahwa receiver GNSS nya sudah menerima sinyal Beidou akan sangat meningkatkan kualitas data yang diperoleh.

 

Perkembangan Sistem

Bukan hanya bertambahnya jumlah sistem satelit GNSS dari 2 menjadi 4 sistem, perkembangan sistem juga menjadi hal yang perlu diperhitungkan. Pada 24 Desember 2018, Satelit GPS-III mampu memancarkan sinyal baru untuk meningkatkan akurasi posisi. 

Dimana sepuluh tahun yang lalu receiver dengan 80 channel sudah dianggap sangat canggih, saat ini receiver memerlukan lebih dari 500 channel agar secara optimal dapat  mendukung penerimaan sinyal dari keempat sistem satelit GNSS. Hal ini dikarenakan satu sinyal dari satu frekuensi pada satu satelit di satu sistem GNSS membutuhkan satu channel pada receiver GNSS, dan setiap sistem satelit GNSS memiliki 25 sampai 30 satelit di luar angkasa, dan setiap satelit tersebut mengirim 2 sampai 3 sinyal pada 3 frekuensi yang berbeda.

Sinyal Koreksi dan Akurasi

Hanya menerima sinyal dari keempat sistem GNSS tidak dapat memberikan akurasi yang dibutuhkan oleh pengguna profesional. Penentuan posisi standar dari salah satu dari empat GNSS saja (atau gabungan) berada pada ketelitian meter. Namun, untuk pekerjaan saat ini diperlukan ketelitian hingga centimeter. Untuk mencapai akurasi yang lebih tinggi ini, sinyal koreksi diperlukan. Jenis sinyal koreksi yang paling umum adalah SBAS free-to-air seperti WAAS Amerika atau EGNOS Eropa. Sinyal-sinyal ini disiarkan di banyak bagian dunia dari berbagai sistem SBAS sehingga dapat diterima oleh semua receiver GNSS, baik receiver GNSS tipe geodetik atau receiver di dalam smartphone. Koreksi SBAS memungkinkan untuk mencapai akurasi sekitar satu meter.

Untuk yang memerlukan akurasi lebih baik lagi, koreksi yang biasa digunakan adalah koreksi Real Time Kinematic (RTK). Semua receiver RTK sudah dapat menerima sinyal koreksi dari GPS dan Glonass, dan beberapa produsen GPS sudah berusaha untuk menambahkan Galileo dan Beidou kedalam solusi RTK di receivernya. Tetapi, hanya dengan menggunakan dua konstelasi satelit akurasi yang didapatkan sudah bisa mencapai 1 cm + 1ppm horizontal dan 1,5 cm + 1ppm vertikal.

Penggunaan teknologi Precise Point Positioning (PPP) masih tergolong baru di industri pemetaan tanah. Akan tetapi sudah banyak digunakan di industri pemetaan lepas pantai. Dengan teknologi ini, akurasi horizontal dan vertikal bisa mencapai desimeter. Tidak seperti SBAS dan RTK dimana stasiun base  digunakan untuk menghitung koreksi posisi, pada PPP stasiun base digunakan untuk mencari koreksi akurat dari informasi data mentah posisi satelit. Rover kemudian menggunakan informasi ini untuk menghitung posisi yang telah dikoreksi, dengan waktu inisiasi sekitar 20 menit. Karena koreksi sinyal PPP tidak dibuka untuk umum, maka tidak semua receiver dapat menggunakan koresi sinyal PPP.

Perkembangan Kedepan

Teknologi GPS sudah sangat berkembang selama sepuluh tahun. Perubahan yang paling utama adalah dari hanya satu sistem satelit GNSS menjadi empat sistem satelit GNSS. Selain itu ada beberapa penigkatan lain. Sebagai hasil dari bertambahnya sistem satelit GNSS kita akan mendapati receiver dengan jumlah channel yang jauh lebih banyak. 

Pada sisi teknikal, receiver juga sudah mengalami perubahan yang signifikan, dan yang lebih penting lagi akurasi dari receiver GNSS juga telah banyak meningkat dengan RTK sudah menjadi standar pada setiap receiver. Kedepannya kita akan melihat perbedaan akurasi antara RTK dan PPP menjadi lebih kecil, sehingga kita bisa mendapatkan kaurasi posisi di level desimeter di semua tempat dan mengurangi waktu inisiasi PPP menjadi kurang 20 menit dan menjadi beberapa detik saja setelah kehilangan sinyal. 

Disalin ulang oleh : Anwar Ghazali, 17 Mei 2019

Sumber :  Lekkerkerk, Huibert-Jan. 2019. GNSS Receivers – Evolution or Revolution. Diakses pada tanggal 17 Mei 2019. Tersedia di : https://www.gim-international.com/content/article/gnss-receivers-evolution-or-revolution

admin

Write a Reply or Comment