Teks tersebut membahas sistem-sistem satelit yang digunakan dalam bidang geodesi satelit seperti GPS, GLONASS, CORS, IGS, SLR, LLR, VLBI, dan DORIS. Sistem-sistem tersebut digunakan untuk aplikasi seperti penentuan koordinat, pengukuran jarak, pemantauan pergerakan bumi, dan studi geodinamika dengan tingkat ketelitian tinggi.

1. SISTEM-SISTEM SATELIT DI BIDANG GEODESI SATELIT
Retno Agus Pratiwi
PENDAHULUAN
Seiring dengan perkembangan ilmu dan teknologi, bidang geodesi tercatat sebagai bidang
yang mengalami perkembangan teknologi paling pesat, terutama berkaitan dengan teknologi
satelit. Kini di dalam ruang lingkup ilmu geodesi kita mengenal Geodesi Satelit, yaitu sub-
bidang ilmu geodesi yang menggunakan bantuan satelit (alam ataupun buatan manusia) untuk
menyelesaikan problem-problem geodesi. Pemanfaatan sistem-sistem pengamatan geodesi
satelit pada saat ini sudah sangat luas spektrumnya. Spektrum pemanfaatannya mencakup
skala lokal sampai global, dari masalah-masalah teoritis sampai aplikatif, dan juga mencakup
matra darat, laut, udara, dan luar angkasa. Bentuk teknologi geodesi satelit diantaranya
Global Positioning System (GPS), Glonass, Galileo, Interferometric Synthetic Aperture
Radar (InSAR), Satelit Altimetri, Satelit Gravimetri, SLR, LLR, VLBI, dan lain-lain.
IGS
IGS (International GNSS Service) adalah suatu organisasi internasional yang
merupakan kumpulan dari agensi di seluruh dunia yang mengumpulkan sumber dan data
permanen dari stasion GNSS dan memelihara sistem GNSS. IGS menyediakan data dan
produk berkualitas tinggi yang digunakan untuk kepentingan penelitian ilmiah, aplikasi
multidisiplin, pendidikan, yang merupakan salah satu komponen kunci penghubung ke ITRF
sebagai kerangka realisasi sistem koordinat referensi global. Setiap negara berkontribusi
dalam IGS dengan membangun stasiun-stasiun IGS di seluruh dunia dan saat ini IGS
menangani dua stasiun GNSS, yaitu GPS dan GLONASS.
CORS (Continuously Operating Reference Stations) adalah suatu teknologi berbasis
GNSS yang berwujud sebagai suatu jaring kerangka geodetik yang pada setiap titiknya
dilengkapi dengan receiver yang mampu menangkap sinyal dari satelit-satelit GNSS yang
beroperasi secara kontinyu 24 jam per hari, 7 hari per minggu dengan mengumpulkan,
merekam, mengirim data, dan memungkinkan para pengguna memanfaatkan data untuk
penentuan posisi, baik secara post-processing maupun real-time.
CORS menyediakan data pengamatan kode (C/A, P1, dan P2) dan data fase (L1 dan
L2), GPS ephemerides, dan koreksi untuk DGPS, model ionosfir, troposfer, dan lain-lain.
Data yang diamati dapat diatur dan disesuaikan dengan keperluan. Data dapat disimpan per
jam atau per hari, dengan selang waktu pengamatan per 1 detik, 5 detik, 10 detik, 15 detik,

2. dan 30 detik, kemudian dikirim melalui jarring telekomunikasi berkecepatan tinggi ke pusat
pengendali jaringan untuk selanjutnya disimpan, didistibusikan, atau diolah untuk
kepentingan lainnya. Selain menyediakan data-data tersebut, CORS juga menyediakan
layanan untuk pengolahan data GPS secara online, transformasi datum, sistem proyeksi, dan
penentuan tinggi ortometrik, yang semuanya dapat diakses dalam waktu 15 menit sejak
pengguna mengirimkan data yang ingin diolah sampai data selesai diolah dan dikirimkan
langsung melalui email kepada pengguna.
Gambar 1. Sebaran jaring CGPS Real Time di Jawa Barat
Stasiun CORS dibangun permanen dan ditentukan koordinatnya yang diukur setiap
hari, kemudian ditempatkan receiver diatasnya. Jaringan stasiun CORS dikontrol jarak jauh
dan diawasi dengan menggunakan sistem jaminan kualitas yang diotomatisasi, serta
dilakukan pemeliharaan secara ilmiah. Selain itu sistem CORS terintegrasi
denganInternational Earth Rotation and Reference System Service, sehingga memberikan
posisi yang bereferensi global dan datanya dapat diakses lewat internet oleh pengguna.
Tujuan utama dibangun CORS adalah sebagai titik ikat yang memiliki radius cukup
dekat dengan titik pengukuran untuk memperoleh kualitas data yang baik. Dalam hal titik ikat
yang mengacu pada satu referensi global dengan cakupan luas dan jarakbaseline panjang,
tidak hanya kerangka CORS yang dapat dijadikan sebagai referensi dalam pengukuran
bidang tanah di Indonesia. Keberadaan stasiun-stasiun IGS sebenarnya dapat juga dijadikan
sebagai referensi dalam pengukuran batas bidang tanah di Indonesia. Cakupan IGS sangat
luas dan bervariasi jika dibandingkan dengan cakupan dari kerangka CORS bisa mencapai
beberapa ratus kilometer. Namun ada banyak kendala jika kita menggunakan IGS sebagai
titik ikat langsung pengukuran bidang tanah. Selain akan mempengaruhi nilai ketelitian yang
dihasilkan dikarenakan jarak yang jauh, pengolahan data dari pengukuran yang terikat pada

3. IGS juga membutuhkan kemampuan perangkat lunak yang memadai dan tidak mudah dalam
pengolahannya. Untuk itu diperlukan SDM (Sumber Daya Manusia) yang memadai dan
berkualitas agar strategi pengolahan data yang diterapkan dapat menghasilkan data yang
berkualitas.
Karena CORS digunakan sebagai titik acuan yang digunakan untuk berbagai aplikasi
yang menuntut ketelitian tinggi, posisi CORS sendiri harus memiliki kualitas yang baik.
Posisinya terus dipantau dan terus diperbaharui terutama jika terjadi pergerakan di bawah
tanah tempat stasiun CORS berada, CORS mampu mengakomodir adanya pergerakan
lempeng dalam skala lokal maupun global, dan ditentukan dengan mengolah data dari
stasiun-stasiun CORS lain yang merupakan bagian dari jaringan CORS global yang sudah
ada, dengan metode double-difference untuk mengeliminir kesalahan jam atom pada satelit
GPS.
Prediksi IGS Ultra rapid berdasarkan dari data 25 sampai 40 jaringan stasiun. Dengan
2 kali sehari pembaruan data (di internet setiap selang 3 jam). Mempunyai Ephemeris 24 jam
ERD kurang dari 10 cm dan kesalahan prediksi selama 2 jam kurang dari 20 cm.
Gambar 2. Contoh sebaran stasiun IGS yang digunakan dalam suatu studi. Titik biru
menunjukkan sebaran titik ikat, sedangkan titik merah menunjukkan sebaran titik
pengamatan.
SLR
Sistem SLR (Satellite Laser Ranging) berbasiskan pada pengukuran jarak dengan
laser ke satelit yang dilengkapi dengan retro-reflektro laser. Sistem ini pertama kali
dikembangkan oleh NASA pada tahun 1964 dengan diluncurkannya satelit Beacon-B. Sejak

4. saat itu, tingkat ketelitian data ukuran jarak SLR, dari tahun ke tahun semakin teliti, dan
meningkat dari level beberapa meter hingga mencapai beberapa mm saat ini. Pengukuran
jarak dengan laser merupakan salah satu teknik pengamatan yang paling akurat dalam
geodesi satelit.
Pada pengukuran ini, diamati waktu tempuh laser dari stasiun Bumi ke satelit. Pulsa
laser ditransmisikan dari stasiun Bumi melalui sistem optis ke satelit. Sebagian dari laser
yang dipancarkan digunakan untuk menyalakan alat penghitung interval waktu elektronik.
Satelit target dilengkapi dengan retro-reflektor. Pulsa yang dipantulkan diterima oleh stasiun
Bumi, dideteksi, diperkuat, dipecah, dan digunakan untuk mematikan alat penghitung
elektronik. Jelas sekali bahwa metode yang digunakan dalam sistem SLR adalah metode two-
way ranging.
Dengan ini, jarak ke satelit (d) dapat ditentukan dengan persamaan: d = c.Δt / 2
di mana Δt adalah waktu tempuh laser dari stasiun Bumi ke satelit dan kembali lagi ke
stasiun Bumi, dan c adalah kecepatan cahaya.
Gambar 3. sebaran stasiun SLR
LLR

5. Pada dasarnya, sistem kerja LLR sama dengan SLR. Hanya saja, jika pada SLR retro-
reflektor ditempatkan di satelit, pada LLR retro-reflektor ditempatkan di permukaan bulan.
Reflektor-reflektor LLR ditempatkan di bulan pada misi Apollo (USA) dan Luna (Rusia).
Gambar 4. Distribusi retro-reflektor di Bulan
Tiga tempat reflektor Apollo membentuk segitiga dengan panjang sisi masing-masing
950, 1100, dan 1250 km. Reflektor L17 tidak mengirimkan sinyal balik karena tertutup debu.
Reflektor dengan prioritas tertinggi adalah A15.
Meskipun sistem kerjanya sama, tapi secara teknis, LLR lebih sulit daripada SLR.
Untuk membidik reflektor di bulan, ketelitian pembidikan yang dibutuhkan sekitar 2”. Jeda
yang sangat singkat, Δt = 200 ns, dibutuhkan untuk ‘menyaring’ sinyal balik dari berbagai
gangguan.
Karena itu, hanya sedikit stasiun pengamatan yang berhasil menghitung jarak bulan.
Stasiun pengamatan LLR yang ada di dunia yaitu McDonald Observatory, Western Texas
(USA), Haleakala, Hawaii (USA), Grasse (Prancis), dan Wettzell (Jerman). Satu-satunya
stasiun yang melakukan pengamatan secara kontinyu sejak 1970 adalah McDonald
Observatory.
VLBI

6. VLBI atau Very Long Baseline Interferometri adalah suatu teknik yang digunakan
untuk menentukan jarak yang sangat teliti menggunakan teleskop radio untuk mempelajari
bumi, alam semesta dan pemantuan perubahan yang terjadi pada bumi maupun alam semesta.
VLBI menggunakan sinyal radio dari dalam ruang untuk mengukur bagaimana benua
bergerak, bagaimana tingkat putaran bumi berubah, pegerakan kutub bahkan bagaimana bumi
‘bergerak’ dalam inti bumi sendiri.
Kegunaan VLBI :
Banyak dari apa yang kita ketahui tentang bagian dalam bumi telah diperoleh melalui
pengamatan langsung. Ukuran bumi, bentuk bumi, perubahan orientasi sumbu kutub dan
berbagai tingkat putaran, semuanya telah ditentukan dengan mengamati bintang-bintang
sehingga memiiki peran penting dalam pemahaman tentang struktur bumi. VLBI
menghasilkan jarak yang sangat teliti dalam pengukuran di permukaan bumi dan membantu
dalam pemahaman tentang bagian dalam bumi, atmosfer dan samudra. Sebagai contoh,
apakah Anda tahu bahwa salah satu efek dari El Nino tahun 1997 sistem cuaca yang
memperpanjang hari sebanyak 0,6 milidetik? Sistem cuaca seperti El Nino benar-benar
mempercepat atau meperlambat bumi. Bagaimana pergeseran benua? Pergeseran benua juga
dapat diketahui menggunakan sistem VLBI. Manfaat lain dari VLBI adalah kemampuan yang
akurat dalam menentukan di mana (posisi) kita berada dialam semesta ini. Sama seperti bumi
berputar mengelilingi matahari, matahari berputar di sekitar galaxy bima sakti. Matahari kita
adalah salah satu dari 100 milyar bintang yang menyusun galaksi bima sakti – dan mereka
semua bergerak di sekitar Galaxy pada kecepatan yang berbeda. Terlepas dari semua gerakan
ini, pengamatan VLBI memungkinkan untuk memperbaiki posisi kita di alam semesta.
VLBI menggunakan dua atau lebih teleskop radio untuk mengamati dan merekam
sinyal-sinyal yang diterima dari quasar yang sama pada waktu yang sama. Perbedaan waktu
antara kedatangan sinyal teleskop radio di masing-masing kemudian dapat digunakan untuk
menghitung jarak yang sangat tepat antara teleskop. Ketelitian VLBI bisa samapi jarak
millimeter.
Sinyal radio dari Angkasa?
VLBI mengamati energi radio yang dipancarkan oleh quasar. Sebuah quasar adalah
objek yang sangat cerah di tepi alam semesta kita. Kata quasar, kependekan dari “quasi-
stellar radio source” dinamai pada 1960-an ketika quasar pertama kali terdeteksi. Sebuah

7. quasar dilihat dengan teleskop optik muncul titik-seperti dan mirip dengan bintang tetapi
sebenarnya cukup besar dan memberikan energi dari satu triliun kali lebih terang dari
Matahari. Quasar yang begitu jauh, yang bahkan sangat terang tidak bisa terlihat tanpa
teleskop yang sangat bagus. Quasar adalah benda yang paling jauh dan belum terdeteksi di
Semesta ini.
Very Long Baseline Interferometry (VLBI) pertama kali dikembangkan dalam bidang
astronomi radio dengan obyektif untuk mempelajari secara rinci struktur sumber-sumber
gelombang radio di luar angkasa (kuasar) dengan resolusi ketelitian angular yang tinggi.
Dalam bidang geodesi, sistem VLBI terutama dimanfaatkan untuk aplikasi geodetik
berskala global dan menuntut ketelitian yang relatif tinggi, seperti realisasi kerangka referensi
koordinat, penentuan parameter-parameter orientasi bumi, dan studi geodinamika.
Gambar 5 . Prinsip dasar VLBI
Dua sistem VLBI yang terpisah dengan jarak tertentu mengamati suatu kuasar yang
sama. Datadata yang diamati oleh kedua sistem ini selanjutnya dikorelasikan. Dari proses
korelasi ini selanjutnya akan diperoleh data pengamatan berupa perbedaan waktu tempuh
sinyal dari kuasar ke kedua stastiun (group delay), perbedaan fase dari kedua sinyal (phase
delay), serta laju dari kedua delay tersebut (delay rate).

8. DORIS
Doris (Doppler Orbitography dan Radiopositioning Terpadu oleh satelit) adalah satelit
sistem pelacakan Doppler yang dikembangkan untuk penentuan orbit yang tepat dan lokasi
tanah yang tepat. Menggunakan CryoSat-2, Jason-2, HY-2A dan satelit altimetrik Saral dan
penginderaan jauh satellite SPOT-5. Juga terlibat dengan SPOT-2, SPOT-3, SPOT-4, TOPEX
/ POSEIDON, Envisat dan Jason-1.
IDS adalah layanan internasional yang memberikan dukungan, melalui data Doris dan
produk, untuk geodesi, geofisika, penelitian lainnya dan kegiatan operasional.
Situs ini terdiri dari tiga bagian:
 "IDS" menggambarkan organisasi layanan dan termasuk dokumen-dokumen, akses ke
data dan produk, pengumuman event, kontak dan link.
 "Doris" memungkinkan untuk mengakses gambaran umum dari sistem, dan
memberikan informasi tentang peristiwa sistem dan jaringan pelacakan.
 "Analisis Koordinasi" menyediakan informasi dan diskusi daerah tentang strategi dan
model analisis yang digunakan dalam produk IDS. Ini termasuk juga informasi
tentang kegiatan Kombinasi Center. Hal ini dikelola oleh Koordinator Analisis
dengan dukungan dari Badan Pusat.
Gambar 6. Sebaran satelit DORIS

9. Daftar pustaka:
Wasil. 2012. IGS Ultra Rapid, Rapid, Final Orbit.
http://titikcerah.wordpress.com/2011/03/26/igs-ultra-rapid-rapid-final-orbit/. Diakses
pada hari Minggu 15 Juni 2014 pukul 16.13 WIB.
International DORIS Service. 2010. DORIS stations (SITE LOGS). http://ids-
doris.org/network/sitelogs.html. Diakses pada hari Minggu 15 Juni 2014 pukul 16.14
WIB.
IGS.2010. About IGS. http://www.igs.org/. Diakses pada hari Minggu 15 Juni 2014 pukul
16.23 WIB.
Sistem Penentuan Posisi Berbasiskan Satelit. http://tujuhmei.wordpress.com/tag/geodesi-
satelit/. Diakses pada hari Minggu 15 Juni 2014 pukul 16.25 WIB.
Balai Pemantapan Kawasan Hutan Wilayah II.
http://pemolaan.blogspot.com/2007/07/geodesi-satelit-dan-aplikasinya.html. Diakses
pada hari Minggu 15 Juni 2014 pukul 16.25 WIB.
Government of canada. 2013. http://www.geod.nrcan.gc.ca/edu/geod/vlbi/. Diakses pada hari
Minggu 15 Juni 2014 pukul 16.28 WIB.
Geomatika ITS. 2009. Very Long Baseline Interferometri.
http://geomatika07.wordpress.com/2009/12/29/very-long-baseline-interferometri/.
Diakses pada hari Minggu 15 Juni 2014 pukul 16.30 WIB.
Permana, Ikhwan dkk. 2012. Analisis Deformasi Gempa Padang Tahun 2009 Berdasarkan
Data Pengamatan GPS Kontinu Tahun 2009-2010 .http://hub.hagi.or.id/wp-
content/uploads/emember/downloads/geofisika-vol13-e2/ID_Vol_13_N2_2012_59-
69.pdf Diakses pada hari Minggu 15 Juni 2014 pukul 16.33 WIB.
ITB. Pemanfaatan Sistem GPS CORS dalam Rangka Pengukuran Bidang Tanah.
http://digilib.itb.ac.id/files/disk1/621/jbptitbpp-gdl-wulanyusti-31047-4-2008ta-3.pdf.
Diakses pada hari Minggu 15 Juni 2014 pukul 16.35 WIB.
Himpunan Ahli Geofisika Indonesia. http://hub.hagi.or.id/wp-
content/uploads/emember/downloads/geofisika-vol13-. Diakses pada hari Minggu 15
Juni 2014 pukul 16.36 WIB.
Lunar Networks. 2011. http://lunarnetworks.blogspot.com/2010/04/acquisition-
1.html. Diakses pada hari Minggu 15 Juni 2014 pukul 16.38 WIB.