BAB 9 PENENTUAN KEDUDUKAN

Transcript

1 Pengenalan BAB 9 PENENTUAN KEDUDUKAN Penentuan Kedudukan Tujuan Penentuan Kedudukan Titik persilangan antara 2 garis Mendapatkan kedudukan bot atau titik di mana kedalaman akan diambil Stn 3 Stn 1 Stn 2 R2 Kaedah Persilangan Kaedah Silang Alikan R1 R3 Kaedah Dua Jarak Kaedah Jarak & Bearing Beberapa kaedah bagi mendapatkan kedudukan Persilangan kedudukan secara bulatan dari 3 stesen Persilangan menggunakan kaedah Range-Range Pair Persilangan menggunakan kaedah Hyperbolic triad UTM 1

2 Hyperbola dengan foci A dan B Hyperbola dengan foci A dan B Kesan lane expansion dapat dikurangkan dengan menggunakan garisan dasar yang lebih panjang Persilangan menggunakan kaedah Hyperbolic yang diambil dari carta Loran Kaedah Optik Kaedah Akustik 4 KAEDAH PENENTUDUDUKAN Kaedah Elektronik (EPS) Kaedah Langsung (tali bersenggat) Kaedah Bezaan GPS (DGPS) UTM 2

3 Kaedah Optik Sekstan Menggunakan alat optik bagi dapatkan kedudukan bot. Sesuai untuk kerja penentududukan di sungai, tasik dan kawasan yang berhampiran dengan persisir pantai sehingga 3 km. Contoh: sekstan, teodolit/edm dan stesen penuh. Antara kaedah penentududukan menggunakan kaedah optik : a) Secara persilangan (2 teodolit) b) Silang alikan (sekstan) c) Julat julat (EDM) d) Julat bering (stesen penuh) Kesemua alat optik mesti berada di persisir kecuali sekstan yang boleh berada di atas bot. Alat mudah alih untuk mengukur sudut antara 2 objek rujukan sehingga 140 o berjauhan. Dibahagikan kepada 3 jenis : 1) Vernier 2) Mikrometer dram 3) Digital elektronik Bacaan sekstan adalah sehingga 0.1 minit. Bagi mengukur sudut mengufuk antara stesen-stesen kawalan. Bagi setiap titik peruman, 2 sudut sekstan dibaca daripada bot terhadap 3 titik kawalan. Dengan menggunakan 3 stesen kawalan dan 2 sudut kandung, maka kedudukan bot dapat dihitung. Contoh-contoh sekstan Penentududukan menggunakan sekstan Teodolit Alat yang digunakan untuk mengukur sudut mengufuk dan sudut tegak. Perlu didirikan di atas kakitiga dan dilaraskan sebelum digunakan. Terdapat dalam 2 jenis : 1) Teodolit optik (bacaan sehingga 1, 5, 10 dan 20 ) 2) Teodolit digital (bacaan sehingga perpuluhan) Penentududukan dibuat dengan menggunakan 2 teodolit secara serentak di 2 stesen kawalan. Contoh-contoh teodolit digital UTM 3

4 Stesen Penuh Penentududukan Menggunakan Geodimeter 422 Gabungan teodolit, pengukur jarak elektronik (EDM) dan perisian dalam 1 unit. Penyimpan data elektronik samada jenis dalaman (internal) atau luaran (external) digunakan untuk menyimpan segala data yang dicerap. Contoh alat yang digunakan ialah Geodimeter 422. Dibekalkan dengan sistem pengaras ufuk dwi-paksi elektronik untuk mengurangkan pemusingan alat semasa kerja pengarasan dilakukan. Mempunyai perisian dalaman yang dapat memproses dam mempamirkan data yang diterima daripada pengukur sudut elektronik, pengukur jarak elektronik dan pengimbang aras dwipaksi. Antara komponen utama : a) Teodolit dan Sistem Pengukur Jarak Elektronik b) Papan Kekunci c) Pemapar d) Mikropemproses Geodimeter 422 Penentududukan Menggunakan Geodimeter 422 (samb.) Kaedah Elektronik (EPS) Dalam penentududukan hidrografi, Geodimeter 422 berfungsi sebagai stesen rujukan. Geodimeter 422 akan menghantar isyarat kepada prisma di atas bot. Oleh itu bering dan jarak bot dari stesen rujukan dapat diperolehi dan koordinat bot yang bergerak dapat diketahui. Menggunakan gelombang radio untuk mengukur jarak antara 2 titik. Jarak yang dapat diukur bergantung kepada frekuensi yang digunakan. Biasanya mempunyai satu induk (master) di atas bot. Beberapa penurut (slave) pula diletakkan di stesen kawalan pesisir. Induk di atas bot akan memancarkan gelombang radio dan akan diterima oleh penurut. Penurut akan memancarkan balik gelombang radio tetapi dengan frekuensi yang berlainan. Antara peralatan sistem EPS Penentududukan menggunakan EPS UTM 4

5 Unit Pengukuran Jarak Digital (DDMU) Penentududukan Menggunakan Trisponder Sistem Trisponder Transponder Induk Transponder Penurut Trasponder induk dan DDMU ditempatkan di atas bot. Transponder penurut akan ditempatkan di atas bot. Menggunakan gelombang mikro (gelombang elektromagnetik) yang sangat pendek. Mempunyai frekuensi antara 3-10 GHz. Bagi menentukan jarak ; d = vt dengan v = halaju gelombang t = jangka masa pergerakan gelombang d = jarak yang dilalui oleh gelombang dalam masa t Bagi jarak dalam satu arah, perlu mengambil kira faktor masa disebabkan oleh kelengahan pusingan balik (TAD) ; d = 1 v( t ) dengan, 2 TAD v = halaju gelombang t = jangka masa pergerakan gelombang d = jarak yang dilalui oleh gelombang dalam masa t TAD = masa kelengahan pusingan balik Penentududukan Menggunakan Trisponder (samb.) Penentududukan Menggunakan Trisponder (samb.) Gelombang akan dipancarkan oleh transponder induk. Pada masa ini 1 pembilang akan menghitung setiap detik.(1 detik = 2.5 m) Isyarat ini sampai ke penurut dalam masa t 1. Setelah penurut menerima isyarat daripada induk, ia akan memancarkan satu isyarat balik kepada induk. Jangka masa antara isyarat diterima dan dihantar balik dikenali sebagai masa kelengahan pusingan balik. Apabila induk menerima balik isyarat daripada penurut dalam jangka masa t 2, pembilang akan berhenti menghitung masa. Dengan menggunakan masa kelengahan pusingan balik (TAD), jarak antara induk dan penurut akan diukur. Kedua-dua induk dan penurut menggunakan kod denyut berlainan antara satu sama lain. Ini adalah supaya induk dapat mengenalpasti jarak dari stesen penurut yang diukur. Penurut pula hanya memberikan reaksi terhadap isyarat yang telah ditetapkan untuknya sahaja. Oleh itu, lebih dari satu sistem dapat beroperasi dalam kawasan yang sama. Range Holes Range Holes (samb.) Keadaan di mana kedudukan tidak dapat diperolehi kerana isyarat tidak diterima daripada stesen rujukan. Punca : a) inteferens terhadap isyarat yang dipancarkan ke alat penerima b) Isyarat yang dihantar mengalami pantulan daripada permukaan air ataupun objek lain Biasanya merujuk kepada multipath ataupun gangguan berbilang laluan. Namun punca utama terjadinya range hole ialah permukaan air. Oleh itu, jarak ialah 2H H D = 1 2 nλ Dengan H 1 dan H 2 = ketinggian di atas permukaan laut n = integer λ = panjang gelombang D = jarak dari stesen rujukan v = fλ (nota : ) UTM 5

6 Kaedah Bezaan GPS (DGPS) GPS (Global Positioning System) - Sistem penentududukan yang berfungsi 24 jam sehari, semua tempat, dalam semua keadaan cuaca, yang menggunakan satelit GPS milik Department of Defend (DoD), Amerika Syarikat. Konsep DGPS (Differential Global Positioning System) Menganggap bahawa sebarang selisih yang mengurangkan ketepatan sesuatu sistem adalah sama bagi semua pengguna (dalam jarak yang diberi). Sekiranya selisih ini dapat dihitung pada sesuatu titik dan diberikan pembetulan pada data yang diperolehi, maka selisih-selisih ini dapat dihapuskan atau dikurangkan. Sistem GPS Kaedah Bezaan GPS (DGPS) (samb.) Penentuan Kedudukan Melalui GPS Proses Lepas (Pro-processing) Masa Hakiki (Real-time) Penentududukan menggunakan kaedah DGPS Proses lepas memberikan kedudukan sesuatu titik selepas pengukuran selesai dibuat dan setelah semua data diproses. Masa hakiki - memberikan kedudukan sesuatu titik pada masa pengukuran dibuat (masa sebenar) Kaedah bezaan masa hakiki perlukan sekurang-kurangnya 2 penerima Satu penerima (induk) didirikan pada kedudukan yang diketahui (stesen rujukan) Satu lagi penerima (penurut) didirikan pada titik yang hendak diketahui kedudukannya. Penerima induk dan penerima penurut pada titik yang hendak diketahui kedudukannya perlulah menggunakan sistem koordinat yang sama WGS 84 Penerima penurut boleh diletakkan dalam keadaan statik (tak bergerak) ataupun dinamik (bergerak) DGPS Hitungan pembetulan jarak antara satelit dan penerima induk. Maklumat mengenai koordinat kedudukan yang telah diketahui dimasukkan ke penerima induk. Penerima induk akan menentukan pembetulan jarak dengan membezakan jarak yang diukur dengan jarak sebenar. Jarak sebenar dihitung berdasarkan kepada kedudukan penerima induk yang diketahui dengan kedudukan satelit. Pembetulan jarak dihitung dan dihantar ke penerima penurut melalui perhubungan radio (pada sela jarak tertentu) Kaedah Bezaan GPS (DGPS) (samb.) Dua kaedah bagi pembetulan kedudukan pada cerapan DGPS : Kaedah pembetulan kedudukan Kaedah pembetulan julat semu Pembetulan Kedudukan Penerima induk didirikan di atas titik yang telah diketahui kedudukannya. Kombinasi satelit tertentu akan menghitung semula titik tersebut. Kedudukan yang dihitung oleh penerima GPS dibandingkan dengan kedudukan sebenar bagi mendapatkan pembetulan dalam bentuk ΔX, ΔY dan ΔZ UTM 6

7 Kaedah Bezaan GPS (DGPS) (samb.) Kaedah Bezaan GPS (DGPS) (samb.) Pembetulan Julat Semu Penerima induk menghitung jarak sebenar ke setiap satelit berdasarkan kepada kedudukan yang sudah diketahui. Dapat diperolehi daripada koordinat Cartesan induk dan koordinat Cartesan setiap satelit. Jarak yang dihitung akan dibandingkan dengan jarak yang diukur bagi mendapatkan pembetulan. Kelebihan kaedah pembetulan julat semu Pengguna yang bergerak bebas memilih satelit bagi menghitung kedudukannya. (dengan menganggap penerima induk menghantar pembetulan bagi satelit dalam pemandangan) Lebih sesuai digunakan jika jarak antara kedua-dua penerima GPS adalah jauh. Dapat memberikan pembetulan dengan kejituan lebih tinggi sekiranya peralatan dan perisian yang sama digunakan dalam membuat cerapan. Kaedah Akustik Kaedah Akustik (samb.) Sesuai untuk kerja penentududukan di luar pesisir dan laut dalam. Konsep: kedudukan diperolehi dengan menghitung jarak iaitu dengan merekodkan denyut pisitan daripada isyarat dipancarkan dan dibalikkan semula. Memerlukan ketepatan penentuan halaju bunyi dalam air. Antara komponen yang terlibat ; a) Unit pemprosesan sebagai unit untuk pemprosesan segala maklumat pengukuran b) Transduser memancar isyarat pada satu frekuensi dan menerima balik isyarat pada frekuensi yang lain c) Berup tanda di dalam air bagi sistem akustik, sama ada pasif atau aktif atau kedua-duanya sekali. Jenis-jenis berup Pinger berup aktif memancarkan isyarat secara berterusan Transponder berup yang diletakkan dalam mod bersedia sehingga dipisit oleh denyut yang sama frekuensinya. Akan membalas dengan pancaran sendiri sebaik saja dipisit. Berup gerak balas Fungsi sama dengan transponder tetapi menggunakan bekalan elektrik melalui kabel yang sambungkan kepada bot. Berup relay transponder yang mempunyai frekuensi pisitan berbeza daripada yang lain dalam jaringan yang sama. Transponder bijak transponder yang menerima arahan daripada unit pemprosesan melalui hubungan telemetri dan kemudiannya memisit satu atau lebih transponder dan memancarkannya ke unit pemprosesan. Penentududukan menggunakan kaedah akustik UTM 7