BAB 1 PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Pada saat ini GPS (Global Positioning System) telah banyak digunakan dalam berbagai aplikasi praktis dan keperluan riset. Mengikuti perkembangan kebutuhan GPS dalam kehidupan manusia, telah banyak dikembangkan metode-metode penentuan posisi dengan GPS. Salah satu metode yang telah banyak digunakan dalam hal penentuan posisi objek-objek yang bergerak adalah metode penentuan posisi kinematik (kinematic positioning). Umumnya, data pengamatan GPS yang digunakan dalam metode ini adalah data pengamatan GPS kontinyu. Maksud dari GPS kontinyu di sini tidak sempurna data tersebut kontinyu akan tetapi data tersebut adalah data pengamatan GPS diskrit yang memiliki interval pengamatan yang sangat rapat (5 sekon 30 sekon). Dengan tersedianya data pengamatan GPS yang sangat rapat tersebut, maka objek yang bergerak dapat ditentukan posisinya setiap interval waktu/epok tersebut [Abidin, 2006]. GPS kinematik banyak digunakan dalam berbagai keperluan riset geodetik. Salah satu dari penerapan metode tersebut adalah untuk pemantauan deformasi lempeng tektonik. Secara umum, metode survei yang digunakan adalah metode penentuan posisi diferensial dengan menggunakan data pengamatan GPS kontinyu. Pada metode ini, posisi titik pantau deformasi ditentukan relatif terhadap titik lainnya yang telah diketahui koordinatnya (stasiun referensi). Strategi pengolahan data yang diterapkan pada pengamatan GPS kinematik adalah dengan melakukan proses pengurangan data pengamatan GPS antara titik pantau dengan stasiun referensi pada waktu bersamaan. Diharapkan dengan strategi ini, kesalahan dan bias dari data dapat dieliminasi dan direduksi. Secara otomatis, ketika kesalahan dan bias dapat tereduksi dengan baik dan benar maka didapatkan ketelitian posisi yang memiliki tingkat akurasi dan presisi yang lebih baik. Ketelitian posisi yang diberikan oleh teknologi GPS kinematik adalah sekitar 1-5 cm, dengan asumsi bahwa ambiguitas fase dapat ditentukan secara benar [Abidin, 2006]. 1
Gambar 1.1 Metode Penentuan Posisi dengan GPS [Abidin, 1994] (Diagram yang berwarna biru menunjukkan metode penentuan posisi yang digunakan dalam tugas akhir ini) Salah satu perangkat lunak pengolah data GPS secara kinematik yang dikembangkan pada saat ini adalah RTKLIB [www.rtklib.com]. RTKLIB ini merupakan perangkat lunak yang bebas diunduh dan digunakan oleh siapa saja. Perangkat lunak ini juga dapat melakukan pemrosesan data secara cepat dan dalam pemrosesan datanya dapat diintegrasikan secara real-time maupun post-processing sehingga kedepannya dengan menggunakan perangkat lunak ini tidak hanya dapat dilakukan pengolahan data GPS secara post-processing seperti di tugas akhir ini tetapi juga dapat dikembangkan GPS kinematik secara real-time nya. Dalam penelitian ini dilakukan pengujian terhadap kemampuan perangkat lunak RTKLIB menggunakan data pengamatan GPS dengan baseline panjang dan pendek serta data pengamatan GPS pada saat terjadi gempa. Dalam pengujian ini dapat diketahui kestabilan hasil pengolahan data GPS dengan menggunakan RTKLIB serta dapat diketahui juga kemampuan dan kehandalan perangkat lunak ini dalam mendeteksi offset gempa. Sebagai pembanding hasil pengolahan data GPS dengan RTKLIB, digunakan salah satu perangkat lunak komersial pengolah data GPS yaitu TTC (Trimble Total Control). Hasil pengolahan data GPS dengan perangkat lunak komersial ini dijadikan sebagai salah satu parameter perbandingan dalam mengetahui kestabilan hasil pengolahan data GPS dengan perangkat lunak RTKLIB. 2
Penerapan metode GPS kinematik dalam studi deformasi lempeng tektonik dapat dimanfaatkan dalam melakukan analisis deformasi lempeng tektonik dan menambah pemahaman mengenai karakteristik deformasi lempeng tektonik. Selain itu, hal ini merupakan langkah awal yang baik dalam mempelajari karakteristik fenomena yang ditimbulkan oleh pergerakan lempeng tektonik sehingga untuk keperluan di masa mendatang membuka harapan bahwa gempa dapat diprediksi. Terlebih lagi apabila stasiun pengamatan GPS kontinyu tersebut dapat terintegrasi dengan baik secara real-time dengan perangkat lunak RTKLIB sehingga memungkinkan dilakukan pemantauan deformasi secara real-time. Untuk masa yang akan datang, hal inilah yang menjadi fokus utama diadakanya kegiatan penelitian ini. 1.2 Maksud dan Tujuan Tujuan dalam pengerjaan dan penulisan tugas akhir ini adalah : 1. Melakukan pengujian dan analisis terkait penggunaan perangkat lunak RTKLIB dalam pengolahan baseline GPS kontinyu dengan melihat sebaran hasil pengolahan data terhadap nilai mean data dan dibandingkan dengan hasil pengolahan baseline GPS dengan TTC. 2. Melakukan pendeteksian offset gempa pada beberapa titik pantau pengamatan GPS kontinyu dengan menggunakan RTKLIB dan TTC. 1.3 Ruang Lingkup Ruang lingkup permasalahan yang dikaji lebih jauh dalam tugas akhir ini yaitu : 1. Data pengamatan GPS kontinyu di beberapa stasiun pengamatan GPS (Data GPS SuGAr, GPS Kontinyu Bandung, dan IGS Network di jepang). Beberapa stasiun pengamatan GPS tersebut dipilih karena selain memiliki banyak variasi panjang baseline juga titik-titik pengamatan GPS tersebut terletak di zona pantau deformasi masing-masing wilayah yang dekat dengan episenter gempa pada saat terjadi gempa. 2. Konsep yang digunakan dalam melakukan pengolahan data GPS kontinyu pada perangkat lunak RTKLIB. 3
3. Analisis dari hasil pengolahan baseline GPS kontinyu dengan menggunakan perangkat lunak RTKLIB. 4. Pengujian RTKLIB untuk mendeteksi offset gempa. 1.4 Manfaat 1. Memperkenalkan penerapan sistem pengolahan data GPS secara kinematik dengan menggunakan RTKLIB untuk keperluan studi deformasi. 2. Sebagai salah satu langkah studi awal untuk membangun suatu sistem pemantauan deformasi lempeng tektonik dengan GPS kinematik yang terintegrasi secara real-time. 3. Meningkatkan pemahaman dalam mempelajari karakteristik deformasi lempeng tektonik dan meningkatkan kualitas analisis deformasi. 1.5 Metodologi Penelitian Metodologi penelitian yang dilakukan yaitu : 1. Studi literatur dari berbagai sumber termasuk jurnal penelitian, skripsi, laporan penelitian, buku teks, makalah, terbitan terbitan resmi pemerintah dan lembaga- lembaga lain. 2. Pengumpulan data GPS dengan mengunduh rekaman data dari beberapa stasiun pengamatan GPS kontinyu (Data GPS SuGAr, GPS Kontinyu Bandung, dan IGS Network di jepang). 3. Pengolahan baseline pengamatan GPS kontinyu dengan menggunakan RTKLIB. 4. Analisis tingkat kestabilan terhadap hasil pengolahan baseline GPS kontinyu dengan menggunakan perangkat lunak RTKLIB. 5. Analisis pendeteksian offset gempa dengan RTKLIB. 4
Metodologi penelitian dalam tugas akhir ini secara umum dapat digambarkan dengan diagram di bawah ini : Studi Literatur Pengumpulan data pengamatan GPS Kontinyu Data Pengamatan GPS Kontinyu SuGAr (Dari LIPI) Data Pengamatan GPS Kontinyu Jaring IGS Jepang (Dari SOPAC) Data Pengamatan GPS Kontinyu di Jawa Barat (Dari Geodesi ITB) Pada saat Terjadi Gempa Dengan RTK Gempa Mentawai (DOY : 298) baseline PSKI-MSAI baseline PSKI-KTET baseline PSKI-PARY Gempa Honshu (DOY : 070) baseline MTKA-KGNI baseline MTKA-TSKB baseline USUD-KGNI baseline USUD-MTKA baseline USUD-TSKB baseline (TSKB-TSK2) Pada saat Tidak Terjadi Gempa Dengan RTKLIB baseline < 5 km TSKB-TSK2 baseline 1-5 km ITB-UPI baseline 5-10 km MTKA- KGNI baseline 10-15 km UPI- TNKP baseline 15-50 km PSKI- PARY baseline 50-100 km MTKA- TSKB baseline 50-100 km BAKO- ITB baseline 100-150 km USUD- KGNI baseline 100-150 km USUD- MTKA MSAI KTET baseline 150-200 km USUD- TSKB baseline > 400 km MTKA- MIZU baseline > 400 km USUD- MIZU Pada saat Tidak Terjadi Gempa Dengan TTC baseline < 5 km TSKB- TSK2 baseline 1-5 km ITB-UPI baseline 5-10 km MTKA- KGNI baseline 10-15 km UPI- TNKP baseline 15-50 km PSKI- PARY baseline 50-100 km MTKA- TSKB baseline 50-100 km BAKO- ITB baseline 100-150 km USUD-KGNI baseline 100-150 km USUD-MTKA MSAI KTET baseline 150-200 km USUD-TSKB Pada saat Terjadi Gempa Dengan TTC Gempa Mentawai (DOY : 298) baseline PSKI-MSAI baseline PSKI-KTET baseline PSKI-PARY Gempa Honshu (DOY : 070) baseline MTKA-KGNI baseline MTKA-TSKB baseline USUD-KGNI baseline USUD-MTKA baseline USUD-TSKB baseline (TSKB-TSK2) Hasil Pengolahan Data dan Analisis Kesimpulan Gambar 1.2 Diagram alur metodologi penelitian 5
1.6 Sistematika Penulisan Sistematika penulisan tugas akhir ini adalah sebagai berikut: BAB 1 PENDAHULUAN Bab ini membahas pokok-pokok pemikiran dan alasan penulisan yang disusun dalam latar belakang, maksud dan tujuan, ruang lingkup, manfaat, metodologi penelitan, dan sistematika penulisan. BAB 2 DASAR TEORI Bab ini berisi pembahasan mengenai konsep pengamatan Global Positioning System (GPS), carrier phase & pseudorange, broadcast ephemeris, precise ephemeris, data pengamatan double-difference, prinsip dasar GPS kinematik, metode penentuan posisi secara diferensial, ambiguitas fase, akurasi dan presisi, gempa bumi, serta teori deformasi secara umum. BAB 3 PEMBAHASAN DAN PENGOLAHAN DATA Bab ini berisi pembahasan mengenai semua proses yang dilakukan pada tugas akhir meliputi data pengamatan GPS yang digunakan, konsep RTKLIB, informasiinformasi pendukung dalam pengolahan data, pengolahan baseline GPS dengan menggunakan perangkat lunak RTKLIB, pengolahan baseline GPS dengan TTC, serta analisis baseline dengan panjang yang bervariasi pada saat tidak terjadi gempa. BAB 4 HASIL PENGOLAHAN DATA DAN ANALISIS Bab ini berisi visualisasi perbandingan hasil dari pengolahan baseline GPS dengan menggunakan perangkat lunak RTKLIB dan TTC (Trimble Total Control), menganalisis tingkat kestabilan terhadap hasil pengolahan baseline GPS kontinyu dengan RTKLIB & TTC, serta analisis terhadap pendeteksian offset gempa dengan menggunakan RTKLIB & TTC. BAB 5 PENUTUP Bab ini berisi kesimpulan dari hasil analisis dan pembahasan bab - bab sebelumnya, serta menguraikan kekurangan kekurangan dari penelitian ini dalam bentuk saran yang bermanfaat untuk perkembangan GPS kinematik kedepannya. 6