Pengembangan sistem pengamatan TEC GPS u (1)
Pengembangan sistem pengamatan TEC GPS untuk
monitoring cuaca antariksa dan gempa bumi
Buldan Muslim1), Joni Effendi 2)
Space Science Center, LAPAN
Jl. Dr. Junjunan 133 Bandung 40173
Email: mbuldan@gmail.com
Geospatial Information Agency
Jl. Jakarta-Bogor KM 46, Cibibong
Pengembangan
sistem pengamatan TEC GPS
untuk monitoring cuaca antariska
dan gempa bumi
Pendahuluan
Sistem dan Teknologi GPS
Peralatan, data dan metodologi
Hasil dan pembahasan
Pentingnya
pengamatan ionosfer
TEC GPS
Aplikasi TEC
Dinamika ionosfer
Cuaca antariksa
Pengamatan GPS di Indonesia
Gempa bumi
Pra gempa
Tsunami
Kesimpulan
1. Pendahuluan
Sistem dan teknologi GPS
GNSS = Global Navigation Satellite System
GNSS = GPS, GALILEO, GLONASS, COMPAS, QZSS
SPACE
CONTROL
GNSS
USER
Penentuan posisi GPS
Differential GPS
Efek ionosfer dan troposfer direduksi hampir 99 %
Point Positioning GPS
SPS
PPP
Include model ionosfer Klobuchar
(tergantung spek GPS)
Memerlukan
koreksi kesalahan
pengukuran jarak GPS
Prinsip penentuan posisi
R = Cxdt = Co x dto + Ci x dti + Ctrop x dtrop + Ctrop x dtm
IONOSFER : TEC, foF2, sintilasi ionosferr
TROPOSFER : uap air, temperatur, tekanan
1. Pendahuluan: Pentingnya pengamatan ionosfer
Tsugawa, T., Buldan, M., ..., 2012
1. Pendahuluan: Pentingnya pengamatan ionosfer
Aktivitas
matahari
proxy
Ionosfer: Dikontrol secara kuat oleh aktivitas matahari
Sensitif terhadap aktivitas gempa bumi dan fenomena meteorologi
deteksi
terkait
prekursor gempa bumi tsunami
cuaca troposfer iklim
1. Pendahuluan
Dinamika ionosfer
Ionisasi,
rekombinasi, dan
komposisi atmosfer
Transport
(EXB, U)
Irregularitas
ionosfer
variabilitas ionosfer
Spasial
Horisontal
vertikal Panjang
Temporal
sedang
pendek
Spread F-ionosonde
FAI-EAR KTB
Sintilasi-GPS
skala kecil : cm - m
TID
MSTID:
~ 300 km, minutes
gelombang gravitasi
atmosfer
(terkait meteorologi)
SSTID:
~ 20-60 km: seconds
gelombang akustik
LSTID:
~1000 km, hours
badai geomagnet
Tsugawa, T., Buldan, M., ...(2012)
1. Pendahuluan
GPS di Indonesia
LAPAN
BIG
BPN
TEC and Scintillatiom
Rinex
Rinex
Bandung
Universitas
ITB, ITS, UGM
Rinex
Manado
LIPI
Nagoya University
SUGAR
Kototabang
Rinex
TEC and
Scintillaton
Pontianak
Kupang
Pontianak
Watukosek
Sumedang
Untuk pengamatan ionosfer
resolusi spasial sangat rendah:
Hanya TID skala besar
MSTID (wave length ~ 300 km)
SSTID (wave length: tens km)
tidak dapat diamati
secara spasial
Pengembangan
sistem pengamatan
TEC GPS
untuk meningkatkan
resolusi dan cakupan
pengamatan ionosfer di
Indonesia
Cuaca antariksa
meteorologi
gempa bumi
1. Pendahuluan: Jaringan stasiun GPS di Indonesia
2. Peralatan, Data and Metodologi
TEC computation PC
GPS orbit data Ultra
(IGUWWWWDOY.sp3)
Auto FTP
manager
ftp script for uploading
Internet
fling
www
fling
LAN
BIG GPS data server
(Rinex GPS data)
GPS combination
data server
(Hourly GPS data)
GPS data
combination
TEC data
IPP data
Time
ftp://foss.dirgantara-lapan.or.id
meteo
ionosfer
kandungan permukaan banjir
bumi
air tanah
air laut
Observation equation of pseudorange (Wells, et al, 1987)
The fundamental observation equation of GNSS Code-pseudorange (Elizadech et al, 2013)
... observation equations such as .. (Abidin, 1992)
Estimasi TEC dari data GPS
ROT = rate of TEC = DSTEC/Dt (Krankowski, 2010)
(Lui, 2004)
Ionospheric Pierce Point
Kwang-Dong and Chang Moon (2011)
Salah satu parameter cuaca antariksa: Sintilasi ionosfer
GPS
satellite
Indek sintilasi ionosfer dapat
diturunkan dari data TEC GPS
TEC
DSTEC
ROT = DSTEC/DT
ROTI Index (ROTI)
Ionosfer
Ionosfer
ROTI = STD(ROT)
Beberapa sinyal GPS
tidak dapat diterima receiver
Mengurangi kekuatan geometri satelit
menurunkan akurasi posisi GPS
Penentuan prekursor gempa bumi
dengan analisis Harmonik TEC GPS
ao is the daily mean of TEC
To distinguish the daily variations anomaly of ionospheric TEC globally
caused by solar activity and locally caused by seismic activity, the
spatial variation of diurnal variation of TEC over earthquake
preparation zone from IGS stations are analysis. If the amplitude of
daily ionospheric TEC diurnal variation decrease as radius of IGS
station increase from epicenter, the daily ionospheric anomaly is
strongly supposes from locally source as precursors of earthquake.
Buldan et al. (2009)
Penentuan prekursor gempa bumi
dengan analisis korelasi silang variasi diurnal ionosfer
Anomali
SAMPALI
~ 1 , tidak ada anomali di sekitar SAMPALI
Korelasi silang
Anomali
CIBINONG
monitoring cuaca antariksa dan gempa bumi
Buldan Muslim1), Joni Effendi 2)
Space Science Center, LAPAN
Jl. Dr. Junjunan 133 Bandung 40173
Email: mbuldan@gmail.com
Geospatial Information Agency
Jl. Jakarta-Bogor KM 46, Cibibong
Pengembangan
sistem pengamatan TEC GPS
untuk monitoring cuaca antariska
dan gempa bumi
Pendahuluan
Sistem dan Teknologi GPS
Peralatan, data dan metodologi
Hasil dan pembahasan
Pentingnya
pengamatan ionosfer
TEC GPS
Aplikasi TEC
Dinamika ionosfer
Cuaca antariksa
Pengamatan GPS di Indonesia
Gempa bumi
Pra gempa
Tsunami
Kesimpulan
1. Pendahuluan
Sistem dan teknologi GPS
GNSS = Global Navigation Satellite System
GNSS = GPS, GALILEO, GLONASS, COMPAS, QZSS
SPACE
CONTROL
GNSS
USER
Penentuan posisi GPS
Differential GPS
Efek ionosfer dan troposfer direduksi hampir 99 %
Point Positioning GPS
SPS
PPP
Include model ionosfer Klobuchar
(tergantung spek GPS)
Memerlukan
koreksi kesalahan
pengukuran jarak GPS
Prinsip penentuan posisi
R = Cxdt = Co x dto + Ci x dti + Ctrop x dtrop + Ctrop x dtm
IONOSFER : TEC, foF2, sintilasi ionosferr
TROPOSFER : uap air, temperatur, tekanan
1. Pendahuluan: Pentingnya pengamatan ionosfer
Tsugawa, T., Buldan, M., ..., 2012
1. Pendahuluan: Pentingnya pengamatan ionosfer
Aktivitas
matahari
proxy
Ionosfer: Dikontrol secara kuat oleh aktivitas matahari
Sensitif terhadap aktivitas gempa bumi dan fenomena meteorologi
deteksi
terkait
prekursor gempa bumi tsunami
cuaca troposfer iklim
1. Pendahuluan
Dinamika ionosfer
Ionisasi,
rekombinasi, dan
komposisi atmosfer
Transport
(EXB, U)
Irregularitas
ionosfer
variabilitas ionosfer
Spasial
Horisontal
vertikal Panjang
Temporal
sedang
pendek
Spread F-ionosonde
FAI-EAR KTB
Sintilasi-GPS
skala kecil : cm - m
TID
MSTID:
~ 300 km, minutes
gelombang gravitasi
atmosfer
(terkait meteorologi)
SSTID:
~ 20-60 km: seconds
gelombang akustik
LSTID:
~1000 km, hours
badai geomagnet
Tsugawa, T., Buldan, M., ...(2012)
1. Pendahuluan
GPS di Indonesia
LAPAN
BIG
BPN
TEC and Scintillatiom
Rinex
Rinex
Bandung
Universitas
ITB, ITS, UGM
Rinex
Manado
LIPI
Nagoya University
SUGAR
Kototabang
Rinex
TEC and
Scintillaton
Pontianak
Kupang
Pontianak
Watukosek
Sumedang
Untuk pengamatan ionosfer
resolusi spasial sangat rendah:
Hanya TID skala besar
MSTID (wave length ~ 300 km)
SSTID (wave length: tens km)
tidak dapat diamati
secara spasial
Pengembangan
sistem pengamatan
TEC GPS
untuk meningkatkan
resolusi dan cakupan
pengamatan ionosfer di
Indonesia
Cuaca antariksa
meteorologi
gempa bumi
1. Pendahuluan: Jaringan stasiun GPS di Indonesia
2. Peralatan, Data and Metodologi
TEC computation PC
GPS orbit data Ultra
(IGUWWWWDOY.sp3)
Auto FTP
manager
ftp script for uploading
Internet
fling
www
fling
LAN
BIG GPS data server
(Rinex GPS data)
GPS combination
data server
(Hourly GPS data)
GPS data
combination
TEC data
IPP data
Time
ftp://foss.dirgantara-lapan.or.id
meteo
ionosfer
kandungan permukaan banjir
bumi
air tanah
air laut
Observation equation of pseudorange (Wells, et al, 1987)
The fundamental observation equation of GNSS Code-pseudorange (Elizadech et al, 2013)
... observation equations such as .. (Abidin, 1992)
Estimasi TEC dari data GPS
ROT = rate of TEC = DSTEC/Dt (Krankowski, 2010)
(Lui, 2004)
Ionospheric Pierce Point
Kwang-Dong and Chang Moon (2011)
Salah satu parameter cuaca antariksa: Sintilasi ionosfer
GPS
satellite
Indek sintilasi ionosfer dapat
diturunkan dari data TEC GPS
TEC
DSTEC
ROT = DSTEC/DT
ROTI Index (ROTI)
Ionosfer
Ionosfer
ROTI = STD(ROT)
Beberapa sinyal GPS
tidak dapat diterima receiver
Mengurangi kekuatan geometri satelit
menurunkan akurasi posisi GPS
Penentuan prekursor gempa bumi
dengan analisis Harmonik TEC GPS
ao is the daily mean of TEC
To distinguish the daily variations anomaly of ionospheric TEC globally
caused by solar activity and locally caused by seismic activity, the
spatial variation of diurnal variation of TEC over earthquake
preparation zone from IGS stations are analysis. If the amplitude of
daily ionospheric TEC diurnal variation decrease as radius of IGS
station increase from epicenter, the daily ionospheric anomaly is
strongly supposes from locally source as precursors of earthquake.
Buldan et al. (2009)
Penentuan prekursor gempa bumi
dengan analisis korelasi silang variasi diurnal ionosfer
Anomali
SAMPALI
~ 1 , tidak ada anomali di sekitar SAMPALI
Korelasi silang
Anomali
CIBINONG