International Hydrographyc Organisation IHO batas toleransi kesalahan ketelitian kedalaman
σ dihitung dengan menggunakan persamaan 6.
2 2
bxd a
6 Keterangan :
σ
: ketelitian kedalaman
a
:
konstanta kesalahan kedalaman, yaitu jumlah dari semua konstanta kesalahan
b
: faktor pengganti kesalahan kedalaman lain
d
: kedalaman meter
bxd
: Kesalahan kedalaman lain, jumlah semua kesalahan
2.4 Multibeam ELAC SEABEAM 1050 D
Multibeam ELAC SEABEAM 1050 D merupakan jenis multibeam yang dapat digunakan pada kedalaman laut medium, yaitu laut dengan kedalaman tidak
lebih dari 3000 m. Multibeam jenis ini memiliki kemampuan untuk memetakan wilayah laut secara luas dengan lebar sapuan mencapai 153
o
dan memiliki 126 beam dengan jumlah bukaan 1.5
o
untuk masing-masing beam Lampiran 2. SEABEAM 1050 D memiliki dua frekuensi yang dapat digunakan, yaitu 50 kHz
dan 180 kHz. Kemampuan deteksi menggunakan frekuensi 50 kHz mencapai kedalaman 3000 meter sedangkan frekuensi 180 kHz digunakan untuk kedalaman
0-100 meter Gambar 3.
Frekuensi 180 kHz sangat baik untuk digunakan pada laut dangkal karena menghasilkan data kedalaman yang lebih detail. Penggunaan frekuensi 180 kHz
pada laut dalam akan menghasilkan atenuasi yang tinggi. Keunggulan lain dari multibeam sonar ELAC SEABEAM 1050 D adalah menghasilkan data dengan
standar IHO dan memiliki kemampuan yang sama bagus untuk digunakan di laut dangkal ataupun laut kedalaman medium L3 communications ELAC Nautik
GmbH, 2003.
Gambar 3. Jangkauan Sapuan ELAC SEABEAM 1050 D Frekuensi 50 kHz Terhadap Kedalaman.
L3 communications ELAC Nautik GmbH, 2003.
2.5 Kalibrasi Multibeam Sonar
Setiap data yang didapatkan dari sounding yang dilakukan harus melalui tahapan kalibrasi terhadap dinamika laut. Kalibrasi meupakan tahapan yang
dilakukan untuk memeriksa dan menentukan besarnya kesalahan yang ada dalam instrumen yang bersangkutan. Kalibrasi diperlukan untuk menentukan kualitas
data multibeam sonar yang digunakan. Proses kalibrasi yang dilakukan meliputi
proses roll, pitch, gyro dan cepat rambat akustik, kalibrasi offset statik dan uji keseimbangan kapal Mann, 1996.
Kalibrasi offset statik merupakan kalibrasi yang dilakukan untuk melakukan penyesuaian jarak dari sensor-sensor yang digunakan terhadap
centerline dari kapal dan transduser. Proses penyesuaian ini meliputi beberapa komponen, yaitu kapal, antena GPS kapal, transduser, kompas giro dan Motion
Refernce Unit MRU.
Gambar 4. Offset Statik Mann,1996 Uji keseimbangan meliputi beberapa tahapan kalibrasi, yaitu kalibrasi
pitch, roll, time delay dan profil cepat rambat akustik. Serangkaian kalibrasi tersebut dilakukan untuk menghilangkan pengaruh perubahan posisi kapal yang
disebabkan dinamika laut yang terjadi pada saat pengambilan data.
2.5.1 Kalibrasi Pitch
Pitch diukur dari dua pasang titik kapal dalam menentukan kedalaman terhadap suatu kemiringan pada dua kecepatan yang berbeda Sasmita, 2008.
Kalibrasi pitch dilakukan dengan tujuan mencari besarnya nilai koefisien koreksi pitch dan time delay sehingga kedalaman yang terukur menjadi akurat. Kalibrasi
ini dilakukan dengan cara membuat satu garis sapuan multibeam dengan memilih dasar laut yang memiliki kemiringan. Pengambilan data pada garis ini dilakukan
sebanyak dua kali secara bolak-balik dengan kecepatan yang sama, setelah itu pengambilan data dilakukan lagi dengan kecepatan setengah dari kecepatan
pertama dan kedua. Pada kedua garis ini dibuat satu koridor untuk mendapatkan nilai koefisien pitch Kongsberg Maritime, 2005.
Gerakan pitch mempengaruhi perubahan posisi rotasi kapal pada sumbu y. Gerakan ini dipengaruhi oleh dinamika pergerakan air laut. Sudut rotasi pitch
bernilai positif apabila posisi haluan kapal sisi depan kapal berada diatas permukaan air Aritonang, 2010. Hal penting dari kalibrasi pitch, yaitu
pergantian jalur sepanjang sumbu y sebanding terhadap kedalaman air Sasmita,
2008. Dengan mengasumsikan kapal melintasi lajur yang sama, arah yang berlawanan, kedangkalan yang bergradien tajam dan kecepatan yang sama maka
koreksi pitch offset sudut pancaran dirumuskan sebagai berikut Mann, 1996 :
z d
= d
2 tan
1
7
Keterangan :
d
: pitch offset
z : kedalaman
d : jarak terjal pengukuran 1 dan 2
Gambar 5. Kalibrasi Pitch Offset Mann, 1996
2.5.2 Kalibrasi Waktu Tunggu
Pengambilan data pemeruman yang dilakukan multibeam sonar MBS memiliki perbedaan waktu dengan Differential Global Positioning Systems
DGPS. Perbedaan tersebut disebabkan adanya pengaruh kolom perairan terhadap gelombang suara yang diterima kembali sehingga waktu yang diterima
multibeam cenderung lebih lambat. Perbedaan ini menyebabkan adanya keterlambatan pada DGPS. Kalibrasi
waktu tunggu atau yang lebih dikenal sebagai kalibrasi time delay digunakan untuk melakukan koreksi terhadap keterlambatan DGPS. Time delay umumnya
bernilai antara 0.2-1 s dan kondisi ini menyebabkan kesalahan pada posisi yang dipengaruhi oleh kecepatan kapal. Time delay dikatakan akurat apabila dapat
dideteksi hingga 10-50 ms Handbook of Offshore Survey, 2006. Gambar 6 memperlihatkan kalibrasi time delay secara empiris yang dipengaruhi oleh
kecepatan kapal dan slope.
Gambar 6. Kalibrasi Time Delay Mann, 1996 Persamaan yang digunakan untuk menghitung kalibrasi waktu tunggu
time delay adalah :
V V
d =
d
t h
t 1
tan
8
Keterangan :
t
d
= Time delay s
d = slope pada pengukuran 1 dan 2 m
V
h
= kecepatan kapal pada kemiringan terjal ms V
t
= kecepatan kapal pada daerah landai ms
2.5.3 Kalibrasi Roll
Kalibrasi ini digunakan untuk mengoreksi gerakan oleng kapal pada arah sumbu x. Kalibrasi terhadap gerakan roll sangat diperlukan karena pengaruhnya
yang sangat besar pada wilayah laut dalam. Untuk melakukan kalibrasi roll, harus memenuhi beberapa persyaratan, yaitu kapal melintasi jalur yang sama dengan
arah yang berlawanan, melintasi dasar laut dengan relief datar, menggunakan kecepatan yang sama dan pancaran terluar yang overlap digunakan untuk koreksi
Sasmita, 2008. Gambar 7 merupakan pergerakan pada lambung kapal akibat pengaruh roll.
Gambar 7. Kalibrasi roll Mann, 1996 Offset roll dapat diperkirakan untuk sudut kecil kurang dari 3 derajat
menggunakan persamaan berikut Mann, 1996 :
x y
1
tan 9
Keterangan : = offset roll
y = kedalaman m x = panjang jalur m
2.5.4 Kalibrasi Cepat Rambat Gelombang Suara
Kecepatan suara merupakan faktor yang sangat penting dalam survei batimetri. Hal ini disebabkan kecepatan suara dalam air memiliki nilai yang tidak
selalu sama untuk setiap wilayah sehingga langkah awal untuk melakukan pemetaan dasar laut Marine mapping adalah melakukan perhitungan terhadap
kecepatan suara di wilayah tersebut. Pengambilan data kecepatan suara dapat dilakukan menggunakan Conductivity Temperature and Depth CTD ataupun
Sound Velocity Profile SVP. Kapal melewati jalur survei minimal sebanyak dua kali dengan relief
dasar laut yang relatif datar kemudian pada masing-masing titik dilakukan pengambilan data salinitas, suhu, tekanan dan kecepatan suara menggunakan CTD
Sasmita, 2008. Data kecepatan suara yang didapatkan dimasukkan kedalam sistem yang digunakan untuk perekaman data. Tujuan dari pengambilan data
kecepatan suara ini adalah untuk mendapatkan waktu tempuh gelombang suara yang akurat, sehingga akan dihasilkan nilai kedalaman yang akurat Hasanudin,
2009. Gambar 8 memperlihatkan contoh kecepatan suara yang diperoleh menggunakan CTD.
Gambar 8. Profil kecepatan suara dalam air Kinsler et al, 2000
2.6 Sistem Koordinat Kapal
Sistem penentuan posisi kapal menggunakan Differential Global Positioning System DGPS dengan metode Real Time Differential GPS
RTDGPS yang digunakan untuk objek yang bergerak. Alat yang digunakan dalam sistem ini, yaitu DGPS Sea Star 8200 VB. RTDGPS merupakan sistem
penentuan posisi real time secara differential menggunakan data pseudorange. Untuk merealisasikan data yang real time maka monitor stasiun mengirimkan
koreksi differensial ke kapal secara real time menggunakan sistem komunikasi data Poerbandono dan Djunarsjah, 2005. Sistem koordinat pada kapal
digambarkan menggunakan sistem tegak lurus yang dibentuk oleh sumbu x, y dan z Gambar 9.
Gambar 9. Sistem koordinat Kartesian Kapal-Sistem Koordinat Referensi Hydrographic Survey, 2004 dalam Sasmita, 2008
Untuk membuat sistem koordinat transduser relatif terhadap posisi kapal, pusat sistem koordinat kapal adalah salib sumbu antara arah kapal heading
sebagai sumbu x serta arah tegak lurus ke arah dasar laut sebagai sumbu z Gambar 10.
. Gambar 10. Diagram Kapal Kongsberg, 2006
Posisi transduser ditentukan melalui hasil pengukuran yang dilakukan oleh sensor antena GPS terhadap transduser yang diikatkan di kapal. Berdasarkan
sistem koordinat yang digunakan, maka gerak kapal dinyatakan sebagai gerak rotasi begitu juga dengan titik-titik kedalaman yang diperoleh dari hasil
pengukuran instrumen multibeam sonar.
2.7 Sensor Kalibrasi CodaOctopus F 180
