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