PENGUKURAN SUDUT TELITI METODA SCHREIBER

Monday, April 25, 2016

Metoda Schreiber, ditujukan untuk pengukuran sudut dengan banyak arah/jurusan target > 2, dengan pengukuran tidak sepenuh lingkaran.Seluruh titik target, diberi bobot jurusan yang sama, sehingga titik tersebut harus pada tingkat ketelitian (orde) yang sama pula. 

Pengukuran sudut dengan ketelitian tinggi, bertujuan untuk mendapat posisi titik target dengan ketelitian dan akuraasi tinggi.

Dalam meningkatkan ketelitian pengukuran sudut, digunakan metoda-metoda tertentu yang dapat mengurangi pengaruh kesalahan :

Ø  Sistematik alat

Ø  Kesalahan orang (pengukur) = human error.

Ø  Perubahan keadaan alam, terutama atmosfit.

Dalam pengadaan kerangka dasar teliti, di mana akurasi dan ketelitian setiap titik tersebut menjadi acauan bagi seluruh titik sekelilingnya, maka dalam pengukuran titik kerangka tersebut, diperlukan ketelitian tinggi.

Setiap pengadaan kerangka dasar pemetaan, secara teoritis, harus direncanakan :

Ø  Sebaran titik kerangka

Ø  Bentuk geometrik kerangka (jaring)

Ø  Metoda pengukuran yang akan diterapkan

Ø  Metoda hitung perataan (adjustment) yang akan diterapkan,

Ø  Dll.

Seperti telah diketahui, bahwa hitung perataan yang banyak diterapkan, pada dasarnya adalah metoda bersyarat dan parameter.  Kedua metoda ini, memiliki syarat yang berbeda, yang dapat mempengaruhi pengukuran dan metoda pengukuran. Hal ini, sangat besar pengaruhnya pada pengukuran sudut.

Pengukuran jarak kerangka dasar,  sudah tidak terlalu menjadi problem akibat kemajuan teknologi.  Tetap harus dijadikan perhatian dalam hitung perataan adalah “kesetaraan”  ukuran jarak dan sudut.  Pensetaraan tersebut, dinyatakan dalam perencanaan jaring kerangka.

Menjadi perhatian utama setiap metoda pengukuran sudut teliti, adalah kesalahan “pembagian skala” yang mungkin tidak tetap dan penyusutan gerak mekanik yang tidak sama/seragam.  Untuk itu, digunakan metoda  banyak seri-ganda.

Metoda Schreiber, merupakan metoda pengukuran sudut teliti dengan tujuan membuat bobot jurusan ke target yang sama.  Oleh karena itu, banyak jurusan/target, akan menentukan banyaknya sudut yang diukur.

Dasar utama metoda Schreiber adalah :

di mana :

J  =  banyak arah/jurusan bidikan

S  =  banyak seri pengamatan

Nilai  S  dihitung dari pendekatan di atas. 

Contoh : untuk  4 arah bidikan   (J = 4), maka :

 pengukuran harus dilakukan dengan  6 seri pengamatan (S = 6).

Sudut yang diukur (obyek) :

Gambar sudut ukuran metoda schreiber

 Setting Bacaan Awal

Bacaan sudut dengan target titik tertentu, merupakan  masalah yang cukup unik dalam metoda ini.  Untuk itu, sebelum dilakukan suatu pengukuran, harus terlebih dahulu dibuat “program” pengukuran berupa bacaan sudut untuk setiap awal pengukuran sudut.

Bentuk dan pembuatan program ini, dapat dilihat pada Appendix

Perataan  Stasion 

Data hasil pengukuran, tidak dapat langsung digunakan untuk hitungan berikutnya.  Terdapat tahapan awal hitungan (pra-pengolahan) yang bertujuan untuk menyatakan data terbaik dari ukuran tersebut, melalui perataan. 

Mengingat hitung perataan tersebut hanya berlaku di satu titik pengamatan, maka dikenal dengan perataan stasion.

1. Pengukuran  Sudut :

A.  Sudut Pertama :

1.   Pasang target pada titik-titik target

2.   Pasang theodolit dan atur untuk siap pakai

3.   Siapkan “pendukung’ pengukuran (seperti penempatan payung, tabel bacaan awal, dsb.)

4.   Bidik titik target pertama (titik A pada Gambar 4-1).

5.   Set bacaan sudut horizontal awal (sesuai program) . Awal pengukuran = 0^o 00’ 00”. (Cara setting, lihat Appendix)

6.   Putarkan searah jarum jam ke arah titik kedua (titik B).

( putaran theodolit, baik horizontal atau vertikal selalu searah, untuk mengurangi   kesalahan susutnya gigi mekanik ).

7.   Baca skala sudut horizontal, dengan pendekatan koinsidensi dari 2 arah, sebagai nonius I dan II.

(lihat Appendix)

8.   Hitung bacaan sudut rata-rata (dari nonius I dan II)

9.   Putarkan teropong dan alat ke keadaan teropong LB

10.    Bidik kembali titik B

11.    Baca skala sudut dengan nonius I dan II

12.    Putar theodolit searah jarum jam dan bidik titik A

13.    Baca skala sudut dengan nonius I dan II

14.    Check hasil ukuran sudut  B & LB

Bila perbedaan sudut ≥ toleransi,  ulangi langkah 6 s/d 13.

15.    Periksa kembali bidikan titik A.

16.    Set bacaan dengan bacaan awal seri-ganda 2  (dengan beda I )

17.    Ukur sudut yang sama (langkah 6 s/d 14)

18.    Lakukan berulang, sehingga semua seri-ganda selesai.

B.  Sudut Kedua :

19.    Lakukan langkah 4, 5 . Set bacaan sudut pada  i    (sesuai progam)

20.    Bidik target ke tiga (titik C)

21.    Ukur sudut kedua sebanyak seri-ganda yang dimaksud

C.  Sudut Ketiga  dan seterusnya  (bidikan awal tetap) :

22.    Lakukan pengukuran semua sudut dengan bidikan titik A sampai selesai

D.  Sudut Pertama (bidikan awal titik kedua) :

23.    Lakukan pengukuran sudut dengan cara yang sama dengan di atas, dengan bidikan awal titik kedua.  Besar setting bacaan awal (berbeda dengan pertama dan sesuaikan dengan program pengukuran).

          24.   Lakukan dengan langkah serupa sampai seluruh sudut terukur

Penggunaan Lahan (Land use)

Sunday, April 24, 2016

Penggunaan Lahan (Land use)

Lahan adalah suatu lingkungan fisik yang meliputi tanah, iklim, relief, hidrologi, dan vegetasi, dimana faktor-faktor tersebut mempengaruhi potensi penggunaannya. Termasuk di dalamnya adalah akibat-akibat kegiatan manusia, baik pada masa lalu maupun sekarang, seperti reklamasi daerah-daerah pantai, penebangan hutan, dan akibat-akibat yang merugikan seperti erosi dan akumulasi garam (Hardjowigeno dkk, 2001).

Definisi mengenai penggunaan lahan (land use) dan penutupan lahan (land cover) pada hakekatnya berbeda walaupun sama-sama menggambarkan keadaan fisik permukaan bumi. Penggunaan lahan adalah usaha manusia memanfaatkan lingkungan alam untuk memenuhi kebutuhan-kebutuhan tertentu dalam kehidupan dan keberhasilannya (Ritohardoyo, 2002:9), sedangkan penutupan lahan lebih merupakan perwujudan fisik obyek-obyek yang menutupi lahan tanpa mempersoalkan kegiatan manusia terhadap obyek-obyek tersebut. Sebagai contoh pada penggunaan lahan untuk permukiman yang terdiri atas permukiman, rerumputan, dan pepohonan (Lillesand dan Kiefer, 1993).

Sistem Klasifikasi Penggunaan Lahan, 

Klasifikasi penutup lahan/penggunaan lahan adalah upaya pengelompokan berbagai jenis penutup lahan/penggunaan lahan ke dalam suatu kesamaan sesuai dengan sistem tertentu (Lillesand dan Kiefer, 1994). Klasifikasi penutup lahan/penggunaan lahan digunakan sebagai pedoman atau acuan dalam proses interpretasi citra penginderaan jauh yang bertujuan untuk pemetaan penutup lahan/penggunaan lahan. Banyak sistem klasifikasi penutup/penggunaan lahan yang telah dikembangkan, yang dilatar belakangi oleh kepentingan tertentu atau pada waktu tertentu (Sitorus, dkk, 2006).  Beberapa klasifikasi pengguanaan lahan yang di jadikan acuan dalam pekerjaan ini diantaranya adalah :

1. Menurut Arsyad (1989), Sistem penggunaan lahan dikelompokkan menjadi 2 kelompok besar yaitu penggunaan lahan pertanian dan penggunaan lahan non pertanian. Penggunaan lahan pertanian antara lain tegalan, sawah, ladang, kebun, padang rumput, hutan produksi, hutan lindung dan sebagainya. Penggunaan lahan non pertanian antara lain penggunaan lahan perkotaan atau pedesaaan, industri, rekreasi, pertambangan, dan sebagainya.

2. Menurut Danoedoro (2006),  Klasifikasi penggunaan lahan dengan berpedemoan pada BSNI (Badan Strandar Nasional Indonesia) dibentuk dengan empat level sebagai berikut tabel 2.1 yang memaparkan klasifikasi penggunaan lahan;

BASIS DATA SPASIAL

Saturday, February 23, 2013

Data spasial D Data Geografis

Sistem basis data spasial adalah kumpulan data data yang (file) yang non redundant yang saling terkait satu sama lainnya di dalam usaha membentuk bangunann informasi yang penting yang menggunakan tipe data spasial.

Basis data spasial merupakan salah satu item dari informasi, dimana di dalamnya terdapat informasi mengenai bumi termasuk permukaan bumi, dibawah permukaan bumi, perairan, kelautan dan bawah atmosfir.

pendorong utama dalam pembangunan data spasial diantaranya ,pertumbuhan kebutuhan suatu pemerintahan dan dunia bisnis dalam memperbaiki keputusan yang berhubungan dengan keruangan.

Model data vektor

Data ini terbentuk berdasarkan obyek geometris dasar seperti garis, titik,segitiga, atau bentuk poligon lainnya dalam 2D. Atau bentuk silinder, bola, kubus dalam bentuk 3D.

Model data raster

Terdiri atas data peta piksel. Contoh : citra satelit mengenai awan (2D), citra mengenai suhu pada wilayah dengan ketinggian berbeda.

Basis data spasial yang khusus menyimpan data geografis terdapat pada Geographic Information System ( GIS ).

Objek spasial  :

• Mempunyai bentuk geometris, ukuran, dan lokasi (koordinat)

• Berubah menurut waktu. Contoh : penggunaan tanah, wilayah penduduk

• SMBDS merupakan suatu perangkat lunak.

• Dapat bekerja seperti DBMS yang ada

• Mendukung model data spasial, tipe data abstral spasial (ADT/Abstract Data Type) dan bahasa query yang dapat memanggil ADT

Remote Sensing dan Pengolahan Citra Digital

Saturday, February 2, 2013

1   Konsep Dasar Penginderaan Jauh

Penginderaan Jauh adalah ilmu dan seni untuk memperoleh informasi tentang suatu obyek, daerah, atau fenomena melalui analisis data yang diperoleh dengan suatu alat tanpa kontak langsung dengan obyek, daerah, atau fenomena yang dikaji.(Pelatihan Penginderaan Jauh Jakarta tahun 1999). Alat yang dimaksud adalah alat penginderaan atau sensor.  Pada umumnya sensor dipasang pada wahana yang berupa pesawat terbang, satelit, atau yang lainnya.  Obyek yang diindera atau yang ingin diketahui disini berupa obyek dipermukaan bumi.  Penginderaannya dilakukan dari jarak jauh sehingga disebut penginderaan jauh.

A. Sumber Tenaga Untuk Penginderaan Jauh.

Pengumpulan data dalam penginderaan jauh dilakukan dari jarak jauh dengan menggunakan sensor.  Dengan melakukan analisis terhadap data yang terkumpul ini dapat diperoleh informasi tentang obyek, daerah, atau gejala yang dikaji oleh alat indera tersebut.

Karena penginderaannya dilakukan dari jarak jauh, diperlukan tenaga elektromagnetik yang terdiri dari berkas atau Gambar 1-1 menyajikan spektrum elektromagnetik beserta nama bagian-bagiannya, panjang gelombang yang membatasinya, dan bagian-bagian yang digunakan dalam penginderaan jauh.

Gambar 1-1Spektrum Elektromagnetik dan Saluran yang digunakan dalam penginderaan Jauh

Puncak tenaga matahari yang berupa pantulan terletak pada panjang gelombang 0,5 mm, sedangkan puncak tenaga bumi yang berupa pancaran terletak pada panjang gelombang 9,7 mm. Oleh karena itu penginderaan jauh sistem fotografik menggunakan panjang gelombang sekitar 0,5 mm atau gelombang tampak dan perluasannya. Penginderaan jauh sistem termal menggunakan panjang gelombang sekitar 10 mm. Band penginderaan jauh menggunakan spektrum ultraviolet hingga spektrum gelombang mikro.

B.   Interaksi Energi Dengan Objek Dipermukaan

Tanpa memperhatikan sumbernya, semua radiasi yang dideteksi dengan sistem penginderaan jauh tentu melalui atmosfer dengan jarak atau panjang jalur tertentu yang bervariasi panjangnya. Sensor termal dari udara mendeteksi tenaga yang dipancarkan oleh obyek dibumi, dimana tenaga tersebut hanya melewati jarak di atmosfer yang relatif pendek.

Pengaruh atmosfer berbeda-beda sesuai dengan: perbedaan jarak yang dilalui, besarnya sinyal yang diindera, kondisi atmosfer, dan panjang gelombang yang digunakan. Atmosfer sangat besar pengaruhnya, antara lain terhadap intensitas dan komposisi spektral radiasi yang tersedia bagi suatu sistem penginderaan.

Hamburan ialah pantulan kearah serba beda yang disebabkan oleh benda yang permukaannya kasar dan bentuknya tidak menentu, atau oleh benda-benda kecil yang menyebar tak menentu. Interaksi antara tenaga elektromagnetik dengan atmosfer disajikan secara skematik pada gambar 2.

 C Teknik Perolehan Data Penginderaan Jauh

Secara umum , proses perolehan  data penginderaan jauh melalui wahana satelit diawali dengan adanya sistem sensor yang merekam energi elektromagnetik yang dipancarkan atau dipantulkan oleh objek di permukaan bumi, kemudian sensor tersebut meneruskan energi elektromagnetik yang diterimanya ke dalam sinyal elektonik analog. Sinyal elektronik tersebut kemudian diubah kedalam nilai digital yang kemudian dikirim ke stasiun penerima di bumi. Data digital tersebut dapat disimpan dalam media penyimpanan berupa pita magnetik, CD-Rom, floppy disk, atau media penyimpan lainnya.

 Gambar 1- 3 : Pengambilan dan Analisis DataPenginderaan Jauh

Sistem Informasi Geografis

Thursday, October 11, 2012

Pengertian Sistem Informasi Geografis

Sistem Informasi Geografis (Geographic Information System/GIS) yang selanjutnya akan disebut SIG merupakan sistem informasi berbasis komputer yang digunakan untuk mengolah dan menyimpan data atau informasi geografis (Aronoff, 1989).

Secara umum pengertian SIG sebagai berikut:

” Suatu komponen yang terdiri dari perangkat keras, perangkat lunak, data geografis dan sumberdaya manusia yang bekerja bersama secara efektif untuk memasukan, menyimpan, memperbaiki, memperbaharui, mengelola, memanipulasi, mengintegrasikan, menganalisa dan menampilkan data dalam suatu informasi berbasis geografis ”.

Dalam pembahasan selanjutnya, SIG akan selalu diasosiasikan dengan sistem yang berbasis komputer, walaupun pada dasarnya SIG dapat dikerjakan secara manual, SIG yang berbasis komputer akan sangat membantu ketika data geografis merupakan data yang besar (dalam jumlah dan ukuran) dan terdiri dari banyak tema yang saling berkaitan.

SIG mempunyai kemampuan untuk menghubungkan berbagai data pada suatu titik tertentu di bumi,

 menggabungkannya, menganalisa dan akhirnya memetakan hasilnya. Data yang akan diolah pada  SIG merupakan data spasial yaitu sebuah data yang berorientasi geografis dan merupakan lokasi yang memiliki sistem koordinat tertentu, sebagai dasar referensinya. Sehingga aplikasi SIG dapat menjawab beberapa pertanyaan seperti; lokasi, kondisi, trend, pola dan pemodelan. Kemampuan inilah yang membedakan SIG dari sistem informasi lainnya. Telah dijelaskan diawal bahwa SIG adalah suatu kesatuan sistem yang terdiri dari berbagai komponen, tidak hanya perangkat keras komputer beserta dengan perangkat lunaknya saja akan tetapi harus tersedia data geografis yang benar dan sumberdaya manusia untuk melaksanakan perannya dalam memformulasikan dan menganalisa persoalan yang menentukan keberhasilan SIG. 

Data Spasial

Sebagian besar data yang akan ditangani dalam SIG merupakan data spasial yaitu sebuah data yang berorientasi geografis, memiliki sistem koordinat tertentu sebagai dasar referensinya dan mempunyai dua bagian penting yang membuatnya berbeda dari data lain, yaitu informasi lokasi (spasial) dan informasi deskriptif (attribute) yang dijelaskan berikut ini :

1. Informasi lokasi (spasial), berkaitan dengan suatu koordinat baik koordinat geografi (lintang dan bujur) dan koordinat XYZ, termasuk diantaranya informasi datum dan proyeksi.

2. Informasi deskriptif (atribut) atau informasi non spasial, suatu lokasi yang memiliki beberapa keterangan yang berkaitan dengannya, contohnya : jenis vegetasi, populasi, luasan, kode pos, dan sebagainya.

dll.. Read More Download  (click me...)

ILMU UKUR TANAH (IUT)

                                                                                                             

PENDAHULUAN

Geodesi mencakup kajian dan pengukuran lebih luas, tidak sekedar pemetaan dan penentuan posisi di darat, namun juga didasar laut untuk berbagai keperluan, juga penentuan bentuk dan demensi bumi baik dengan pengukuran dibumi dan dengan bantuan pesawat udara, maupun dengan satelit dan sistem informasinya.

Ilmu ukur tanah didefinisikan ilmu yang mengajarkan tentang teknik-teknik / cara-cara pengukuran dipermukaan bumi dan bawah tanah dalam areal yang terbatas (±20’-20’ atau 37 km x 37 km) untuk keperluaan pemetaan dll.

Mengingat areal yang terbatas , maka unsur kelengkungan permukaan bumi dapat diabaikan sehingga sistem proyeksinya menggunakan proyeksi orthogonal dimana sinar-sinar proyektor saling sejajar atau satu sama lain dan tegak lurus bidang proyeksi. Sedangkan pada peta dapat didefinisikan sebagai gambaran dari sebagian permukaaan bumi pada bidang datar dengan skala dan sistem proyeksi tertentu.

Untuk memudahkan penentuan suatu wilayah, maka bumi dibatasi menjadi garis bujur dan garis lintang

JENIS PETA

Peta bisa dijeniskan berdasarkan isi, skala, penurunan serta penggunaannya.

Peta berdasarkan isinya:

1. Peta hidrografi: memuat informasi tentang kedalaman dan keadaan dasar laut serta informasi lainnya yang diperlukan untuk navigasi pelayaran.
2. Peta geologi: memuat informasi tentang keadaan geologis suatu daerah, bahan-bahan pembentuk   tanah dll. Peta geologi umumnya juga menyajikan unsur peta topografi.
3. Peta kadaster: memuat informasi tentang kepemilikan tanah beserta batas dll-nya.
4. Peta irigasi: memuat informasi tentang jaringan irigasi pada suatu wilayah.
5. Peta jalan: memuat informasi tentang jejaring jalan pada suatu wilayah
6. Peta Kota: memuat informasi tentang jejaring transportasi, drainase, sarana kota dll-nya.
7. Peta Relief: memuat informasi tentang bentuk permukaan tanah dan kondisinya.
8. Peta Teknis: memuat informasi umum tentang tentang keadaan permukaan bumi yang   mencakup kawasan tidak luas. Peta ini dibuat untuk pekerjaan perencanaan teknis skala 1 : 10 000 atau lebih besar.
9. Peta Topografi: memuat informasi umum tentang keadaan permukaan bumi beserta informasi ketinggiannya menggunkan garis kontur. Peta topografi juga disebut sebagai peta dasar.
10. Peta Geografi: memuat informasi tentang ikhtisar peta, dibuat berwarna dengan skala lebih kecil dari 1 : 100 000.

PETA BERDASARKAN SKALANYA:

1. Peta skala besar: skala peta 1 : 10 000 atau lebih besar.
2. Peta skala sedang: skala peta 1 : 10 000 - 1 : 100 000.
3. Peta skala kecil: skala peta lebih kecil dari 1 : 100 000.

PETA TANPA SKALA KURANG ATAU BAHKAN TIDAK BERGUNA. SKALA PETA MENUNJUKKAN KETELITIAN DAN KELENGKAPAN INFORMASI YANG TERSAJI DALAM PETA.

PENULISAN SKALA PETA

SKALA PETA DAPAT DINYATAKAN DALAM BEBERAPA CARA :

1. ANGKA PERBANDINGAN --------> MISAL 1: 1.000.000 MENYATAKAN 1 cm atau 1 inch DI PETA SAMA DENGAN 1.000.000 cm/  inch DIPERMUKAAN BUMI
2. PERBANDINGAN NILAI. -------> MISAL 1 CM UNTUK 10 km
3. SKALA BAR ATAU SKALA GARIS             

GARIS INI DITETAPKAN ATAU DIGAMBARKAN DALAM PETA DAN DIBAGI-BAGI DALAM INTERVAL YANG SAMA, SETIAP INTERVAL MENYATAKAN BESARAN PANJANG YANG TERTENTU. PADA UJUNG LAIN, BIASANYA SATU INTERVAL DIBAGI-BAGI LAGI MENJADI BAGIAN YANG LEBIH KECIL DENGAN TUJUAN AGAR PEMBACA PETA DAPAT MENGUKUR PANJANG DALAM PETA SECARA LEBIH TELITI.

PETA BERDASARKAN PENURUNAN DAN PENGGUNAAN

Peta dasar: digunakan untuk membuat peta turunan dan perencanaan umum maupun pengembangan suatu wilayah. Peta dasar umunya menggunakan peta topografi.

Peta tematik: dibuat atau diturunkan berdasarkan peta dasar dan memuat tema-tema tertentu.

scope of the geodesy

Sunday, September 18, 2011

Geodesy, the science of precise measurement of the Earth's shape and gravitational field, has at its root many of the methods employed by the local surveyor or cartographer, but is distinguished from these by the scale of interest: in general geodesy refers to the analysis of observations made over distances at which the curvature of the Earth becomes significant. Modern geodesy utilizes surface-to-surface and ground-based astronomical observations, and increasingly also data from signals transmitted and received by artificial Earth-orbiting satellites, to quantify the form of our planet.

Geodesy and gravity

Physical geodesy is that branch of the subject concerned with the measurement of the Earth's gravity field and the geoid, the surface of equal gravitational potential that in the oceans is close to mean sea level. On the planetary scale the geoid is approximated by an ellipsoid of revolution about its minor axis with a degree of flattening of around 1 part in 300 caused primarily by the Earth's rotation. Permanent deviations of the geoid from an ellipsoid occur as a result of non-uniform mass distribution within the Earth, and also temporarily over the oceans by up to 1 m in response to winds, tides, and ocean currents. Both types of perturbation may be of interest to Earth scientists, but to geodesists the term ‘geoid’ refers to the stable long-term features of the equipotential surface. Geoids are expressed in terms of the geoid–ellipsoid separation or geoid height, the perpendicular distance to the geoid from a given reference ellipsoid. Historically, different countries tended to use their own reference ellipsoids with differing origins and major and minor axes, chosen so as to minimize the geoid height in the region of interest, but the increasing use of space geodetic data makes it more appropriate nowadays to use a common global reference ellipsoid such as WGS-84 or GRS-80 with its origin at the centre of mass of the Earth. In this case, geoid heights may reach several tens of metres.

The geoid can be derived from gravity measurements at known positions over land or sea, or more directly by using precise radar altimetry readings taken from low-orbiting satellites over the oceans. The latter method has proved particularly efficient in determining the short-wavelength components of the geoid. A satellite orbiting at an altitude of 100 km and emitting microwave radar pulses with a beam width of 1° will illuminate patches of the sea surface with radii of about 3–5 km. The radar altimeter measurement is affected by the roughness of the ocean surface and by atmospheric refraction, and so the accuracy of the measurements is limited to approximately 0.2 m, comparable with the precision to which the satellite's position can be tracked. In contrast, obtaining a gravimetric geoid from terrestrial gravity measurements is much more complicated and error-prone. The spatial resolution of gravimetric geoids is limited to length-scales smaller than the area over which gravity observations are given, and the observations themselves must be subjected to elaborate corrections to remove the effects of matter situated above the points at which gravity was measured.

Terrestrial gravity measurements can be made in an absolute sense by measuring the time for a pellet to fall a fixed distance in an evacuated chamber, or in a relative sense by using mechanical force-balance instruments. Relative gravimeters can be of the static variety, in which the change in gravity from the nominal value displaces a mass on a spring by an amount proportional to the change, or the more accurate astatic variety in which the displacement for a given gravity perturbation is much larger. The mean value of the acceleration due to gravity at the Earth's surface is approximately 9.8 m s−2. Gravity anomalies are commonly expressed in units of gal (named after Galileo; 1 gal = 0.01 m s−2) or gravity units (1 gu = 10−6 m s−2 = 0.1 mgal). The precisions of modern astatic relative gravimeters are of the order of 0.1–0.01 mgal but are subject to long-term drift in excess of 0.05 mgal/month, whereas absolute gravimeters can reach accuracies of 0.001 mgal and do not suffer from temporal drift. Seaborne gravity observations are less accurate than those on land, first because of the pitch and roll of the ship, which cause unwanted accelerations of the gravimeter (although gyroscopic stabilizing platforms can limit these), and secondly because of the Eötvös effect. This effect is caused by the east–west component of the ship's velocity, which modifies the centrifugal acceleration due to the normal rotation of the Earth about its axis. An uncertainty in ship speed of 1 km hr−1 results in an error in the Eötvös correction of up to 4 mgal at the Equator and less at higher latitudes. With modern GPS navigation systems (see below) providing ship velocity, accuracies one order of magnitude better than this can easily be achieved. Airborne gravity measurements also require an Eötvös correction and are significantly degraded by vibration and acceleration of the aircraft. Another problem with airborne measurements is that the aircraft's altitude must be known to within 1 m to attain gravimetric precision of the order of 1 mgal.

Positions and reference frames

Fundamental to positional geodesy is the reference frame in which the resulting coordinates are expressed. Early marine navigators could compute their astronomic latitude relatively easily, by observing the highest and lowest angles above the horizon attained by the Sun and other stars. Astronomic longitude is a slightly trickier problem because an accurate determination relies on the ability to ascertain the local time with respect to the time at the origin of longitude (by modern convention the Greenwich meridian). Until accurate chronometers were developed in the eighteenth century, this could be achieved only by means of complex calculations based on the eclipses of stars and planetary bodies. Although astronomical measurements can give independent positions at any point on the Earth, their disadvantage is that the observations are taken with respect to the local vertical (the direction of the gravitational force, perpendicular to the geoid). Because the geoid is not a perfect ellipsoid and undulates gently, the directions of the vertical in two places can in fact be parallel, resulting in identical astronomical coordinates for the two locations. Correction must be made for this deflection of the vertical to give geodetic coordinates (latitude, longitude, and height above the ellipsoid); these coordinates, being relative to a given ellipsoid, are unique. The parameters of the ellipsoid used must then be specified together with the coordinates.

Because, as described above, many countries used their own ellipsoidal parameters (major and minor axis radii and location of the centre) to achieve as close as possible a match between the geoid and ellipsoid in their region, ellipsoidal coordinates are not universal. An alternative way of describing the position of a point is by using Cartesian geocentric coordinates with respect to three mutually perpendicular axes with their origin at the centre of mass of the Earth. The Z-axis is chosen to coincide with the Earth's rotation axis, the X-axis intersects the Equator at the Greenwich meridian, and the Y-axis is at 90°E. The rotation axis changes continuously in a way that is not entirely predictable in the short term as a result of day-to-day and seasonal redistribution of mass within the atmosphere and oceans; it also changes more predictably in the longer term as a result of the Chandler wobble with a period of 14 months and as a result of nutation of the Earth (small oscillations of its axis) with a period of 18.6 years. In practice, therefore, the Z-axis is defined by the mean rotation axis over a fixed interval. The X- and Y-axes are no longer defined directly by observations at Greenwich, but in an implied sense through the choice of coordinates for several sites around the globe.

When dealing with astronomical and satellite measurements it is necessary to consider not just the Earth-fixed reference frame referred to above but also a suitable celestial reference frame in which the distant stars are (approximately) fixed and the equations of motion of satellites can be written without including any external rotational terms (an inertial frame). In practice such a frame is not perfectly realizable, because even the most distant stars exhibit small proper motions with respect to each other, and because it is not yet possible to model accurately all the resistive forces acting on near-Earth satellites. According to the problem in question, it may be more appropriate to consider an Earth-centred or Sun-centred (barycentric, fixed to the centre of mass of the Solar System) reference frame. In either case, the system is defined with respect to the ecliptic, the plane of the Earth's orbit around the Sun, and the Earth's Equator. The line of intersection of these two planes marks the equinoxes, the points at which the Sun apparently crosses the Equator as it passes from one hemisphere to the other. The vernal equinox (also known as the ascending node), where the Sun passes from the southern to the northern hemisphere, is chosen as the fundamental axis of the reference frame. Like the Earth's rotation axis, the actual Equator and ecliptic vary with time, and so the celestial reference frame is defined using mean values of these entities, observed over a fixed period.

Terrestrial geodetic measurements

Geodetic positioning by surface-to-surface observations has in some respects been superseded by space geodesy (in particular GPS, see below), but for small- and medium-scale positioning it often remains the best method. Also, many geophysical studies, in particular those of Earth rotation and lithospheric deformation, benefit from the longer history of terrestrial geodetic measurements. The first true geodetic measurements, dating back to the time of ancient Greece, were astronomical in nature. Eratosthenes (a contemporary of Archimedes) derived a remarkably accurate value for the Earth's circumference by comparing the zenith angle of the noonday sun at Alexandria with that at Aswan. Advances in timekeeping, telescopes, star catalogues, and the modelling of atmospheric refraction of light mean that astronomical positions this century are accurate to within 0.3≤ of latitude or longitude, an absolute positional accuracy of 10 m, which is insufficient for survey purposes. The difference in position between two nearby points can, however, be measured more precisely: the azimuth from one to the other can be measured to within 0.5≤ of arc, corresponding to 25 mm over a 10-km baseline. Many modern survey networks have such azimuth observations to provide orientation control.

Triangulation, first proposed by the sixteenth-century Dutch geodesist Gemma Frisius, was until the development of satellite geodesy the main method by which regional geodetic networks were measured. In its simplest form, triangulation relies on the fact that if the angles at the vertices of a set of abutting triangles are known, and also the length and orientation of one side of a triangle, then the positions of all the other vertices can be calculated using simple trigonometric relations. This method obviously requires that the vertices are intervisible, which is why triangulation pillars are usually sited on the tops of mountains or on tall buildings. The angle measurements are made with a theodolite, which is essentially a telescope free to rotate in the horizontal and vertical planes and with graduated circles so that the angle can be read off to within up to 0.1≤. Atmospheric refraction of light is a significant source of error, and to counter this several sets of measurements are taken, often at night when the temperature structure of the atmosphere is more stable.

Historically, the main advantage of triangulation over traverse surveys (in which successive bearings and distances are used to proceed from the known point to each unknown point in turn) was that there is a need for only one distance measurement in the entire network, although many networks had more than one to counteract errors. Distance measurements were previously made with Invar tape, designed to have a low coefficient of thermal expansion, but this method entailed laborious corrections for gravitational sag of the tape and the underlying topography between the two ends of the baseline. Since the 1950s electronic distance measurement (EDM) systems, using microwave radar or visible light, have made it relatively easy to measure the distance between intervisible points. Atmospheric refraction errors are mitigated by using two frequencies of light, because at optical frequencies the atmosphere is dispersive (i.e. it delays different signals by an amount depending on their wavelength, which can later be compensated). In this way the distance-dependent errors of EDM can be limited to about 1 ppm. Using EDM, trilateration, which is similar to triangulation but uses distance measurements instead of angles, becomes feasible.

The vertical component of position can be measured either by vertical triangulation (trigonometric levelling), which is severely limited by atmospheric refraction errors because the density of the atmosphere changes rapidly upwards, or more accurately by spirit levelling. The difference in height between successive points a few tens of metres apart is measured using a telescopic level and graduated rod and the process is repeated along a traverse or loop. Accuracies of up to 0.1 mm per kilometre of traverse can be achieved.

At the length-scales involved in geodesy, ordinary plane trigonometry cannot be used and the computations must be performed for a curved reference surface. This is a major reason why an appropriate ellipsoid must be chosen to approximate the geoid in the region. All these terrestrial methods are affected by the deflection of the vertical explained above, and this must be estimated either independently or, as part of the complete geodetic problem, together with the positions of the points. Because trigonometric and spirit levelling give the orthometric height (relative to the geoid), not the ellipsoidal height, the difference between the two (i.e. the geoid height or geoid–ellipsoid separation) must also be computed.

Space geodesy and satellite positioning.
Soon after the discovery of extraterrestrial radio sources in the 1930s, it was realized that these signals could be used to determine the distances between radio telescopes. Use of this technique of very-long-baseline interferometry (VLBI) for geodesy did not come to full fruition until the late 1960s, when precise atomic clocks made it possible to record and time-tag independently the signals received at widely separated points. The time difference between the arrivals of a wavefront at each telescope is proportional to the component in the direction towards the radio star of the baseline joing the two telescope. Measurements are made in the S- and X-bands (2–8 GHz). At these frequencies, signal delay caused by charged particles in the ionosphere is a problem which can be overcome by measuring at more than one frequency because the effect is dispersive. More significant is the delay caused by the troposphere, in particular tropospheric water vapour, which is non-dispersive and must be estimated using models of pressure, temperature, and humidity variation with altitude.

History of GPS (Global Positioning System) ~

Wednesday, September 14, 2011

NAVSTAR GPS or GPS is an acronym often abbreviated of Navigation System with Time and ranging Global Positioning System. GPS is a navigation system and satellite-based positioning can be used by many people at once in all weather, and is designed to provide position and velocity three-dimensional rigorous and time information, continuously throughout world.

GPS is an artificial satellite of the United States initially used for military interests, but on its development until This satellite is currently also used for the public interest. 

The background of the development of satellites (GPS) because:

1. Satellite is relatively short age

2. The number of small satellites

3. The number of orbits that fewer and more difficult

4. Using one of the reference datum (WGS '84)

5. Military field applications, digital maps, civil, etc.

Currently the GPS satellites that operate at least amount to 24 satellites, which orbit each satelinya has 6 orbits of a flat trajectory - average have a lifetime maximum of 7.5 years. 

GPS Systems

• Hardware: Satellite, Receiver
• Software: Software saatpeluncuran, while processing software, the software calculates accuracy, data processing software,
• Brainware: Formula math and logic-mathematical logic.
•  Application

Pertubasi: disruption of satellites that orbit the satellite trajectory is not the same as the modeling of the satellite orbit is ellipse. Disturbance can be either gravity, gravity months, and others. Formula pertubasi usually formulated in Deferensial Order 2:

Coordinates on the GPS system

1.reviewed from Satellite:

• Sky Coordinate System

Origin: coincides with the center of mass of the Earth (geosentrik)

Positive Z axis: toward the north pole sky (KUL)

Positive X-axis: the direction of the Vernal Equinox

Positive Y-axis: perpendicular to the axis X and Z, so that the full form right-handed system

Kordinal sky system parameters:

1. Asensio rekta (α)

2. Declination (δ)

3. The distance of celestial bodies to the earth's center (r)

Sky Coordinates image system:

Caption:

α = Asensio rekta

δ = declination

r = distance

P = Pole northern sky (KUL)

M = Earth

VE = Vernal Equinox (the point of intersection between the equator of the heavens with the ecliptic

S = sky objects (stars, sun, moon, etc.)

• Coordinate System Orbit
• 3D Coordinate System Kartesi

2.reviewed from the Observer:

1. Terrestrial Coordinates System

Terrestrial Coordinates System (SKT)

Origin: coincides with the center of mass of the Earth (geosentrik)

• Z axis positive: through the north pole CTP (Conventional Terrestrial Pole) who was adopted from the CIO that is the north pole of the earth averages 1990-1905
• Positive X-axis: the Greenwich meridian
• Positive Y-axis: perpendicular to the axis X and Z, so that the full form right-handed coordinate system

SKT Parameters:

• geodetic latitude
• geodetic longitude
• Height above the reference ellipsoid
• Origin (geosentrik)

To make the geodetic latitude should have the following requirements:

• Field of reference ellipsoid (have half the long axis and half short axis)
• The existence of the coordinate system
• Prime Vertical: Normal allipsoid (line perpendicular to the ellipsoid)geodetic longitude Prime Vertical: Large angle formed from field to field meridian meridian O.

        observer.Geodetic latitude: angle difference between the fields of the equator with the prime meridian vertical to the field observer.

Image Coordinate System Terrestrial:

Caption:

N = radius of curvature of the main vertical

λ = geodetic longitude

φ = geodetic latitude

h = height of the reference ellipsoid

O = origin (center of mass of the earth)

S = monitoring stations

CTP = Conventional Terrestrial Pole

P = the north pole of the earth for a moment

Xs, Ys, Zs = coordinates of monitoring stations kartesi

         2. Toposentris Coordinate System

            Coordinates System coordinates kartesi Toposentrik is sisitem 3D berorigin at the point of the observer (on earth) with reference to the ellipsoid normal line direction of strand or strands dititik origin.

Coordinates System Parameters Toposentrik:

* Azimuth

* elevation

* Origin (located on the surface of the earth)

Azimuth: The angle formed between the north with the geodetic reference point.

Elevation: The angle formed from horizonpengamat to the target object in the form of vertical angle

Origin: on the earth's surface titikpengamat

Positive W axis: coincides with the normal ellipsoid, positive towards the zenith

Positive U-axis: positive toward the north geographic

Positive V-axis: positive eastward, complete right-handed system.

image Caption:

Caption:λA: geodetic longitude of point A

φA: geodetic latitude of point A

O: origin the center of the earth

HA: high against the reference ellipsoid

A: The origin on the surface of the earth

        3. Map Coordinate Systems

         4. 3D Coordinate System Kartesi

Systems and Sub Systems GPS

Divided into 3 parts:

1. USER

USER or user is utilizing all the parties GPS satellites to needs.

2. CONTROL: of the five station locations

remain on earth, can be monitored satellite health that includes speed satellites,trajectory of its orbit

Sub has the main task of this system include: Satellite monitoring and control system continuously, the determination GPS system time, satellite predict efemeris, and behavior recording devices time on the satellite and periodically update the navigation message for each satellite.

3. ORBIT (published later........)