Slide Peta Navigasi Elektronika Sistem ECDIS

Slide Peta Navigasi Elektronika Sistem ECDIS

Electronic Chart Display and Information System (ECDIS) adalah salah satu dari beberapa peralatan navigasi elektronika dengan proses navigasinya secara penuh otomatis diatas peta elektronik dari data navigasi yang sudah ada.
Dengan mengintegrasikan dari beberapa data navigasi yang ada segera ditampilkan diatas layar tunggal sesuai situasi yang dipilh. Adapun fitur utamanya adalah tentang keselamatan bernavigasi dan syarat-syarat pengoperasian yang lazim untuk semua informasi yang diperlukan via sistem menu berdasarkan intuisi.
Sistem sensor-sensor yang ada diintegrasikan datanya dan dihubungkan dengan processor unit seperti sistem posisi, gyrocompas, speed log, echo sounder dan lapisan tambahan dari Radar, ARPA dan AIS.

Sebagai ilustrasi bekerjanya komputer yang menampilkan informasi navigasi pada screen juga digambarkan akses beberapa hardware dalam sistem pembuatan peta ECDIS Slide diatas.

Pada screen dari gambar diatas adalah objek berupa ECDIS yang diperoleh dari akses update peta kertas terbitan Badan Hydrografi resmi bergabung dengan input dari beberapa jenis peralatan navigasi elektronik lainnya yang semuanya disebut input device untuk micro-processor sebagai central pengolah data (CPU).
Jika kita menggunakan sistim peta ECDIS, kita akan membutuhkan komponen-komponen sebagai berikut :

a. Layar komputer merupakan subjek yang menampilkan berbagai informasi dalam peta laut termasuk simbol-simbol navigasi berupa output device dari micro-processor.
b. Keyboard yang berfungsi sebagai sarana penghubung antara navigator dan komputer sesuai program yang sedang dijalankan.
c. Berbagai overlay merupakan lapisan tambahan diatas permukaan display ECDIS untuk menyajikan data-data dan informasi navigasi yang diperlukan seperti image video radar / ARPA atau AIS.

Untuk apa ditempatkan ECDIS diatas kapal :
Alasan utama berhubungan erat dengan mengatur kedudukan tombol pada ECDIS meliputi :

• Mengurangi resiko kecelakaan kapal
• Menekan biaya operasional kapal
• Sistem pengendalian tugas navigasi secara rutin
• Akses yang menambahkan sumber informasi
• Penerapan teknologi mutakhir pada anjungan navigasi
• Langkah untuk meningkatkan cara bernavigasi tanpa kertas

Sistem ECDIS ini telah memenuhi persyaratan internasional dimana perangkat lunaknya telah diuji dan ECDIS ini dapat digunakan untuk penentuan posisi yang lebih akurat. Sistem ECDIS ini juga berfungsi sebagai alat bantu navigasi elektronik yang lebih efektif untuk meningkatkan tingkat keselamatan di laut.

BEBERAPA PENGERTIAN TENTANG ECDIS

 Alasan utama berhubungan erat dengan mengatur kedudukan tombol pada ECDIS meliputi :

• Tujuan utama dari ECDIS (Electronic Chart Display and Information System) adalah sebagai salah satu peralatan navigasi elektronik yang modern dan handal untuk keselamatan pelayaran.
• ECDIS merupakan suatu sistim yang lengkap dan sudah diakui secara internasional. ECDIS akan dapat menggantikan fungsi peta yang dicetak diatas kertas standar sesuai Regulation 20 menjadi Regulation 27 Chapter V dari SOLAS 1974.
• ECDIS telah memenuhi apa yang disyaratkan oleh IMO Resolution A.817 (19) untuk alat bantu navigasi.
• ECDIS menampilkan informasi navigasi yang diperoleh dari sensor-sensor berbagai alat navigasi elektronik lainnya melalui software SENC untuk membantu perwira jaga dalam merencanakan pelayaran serta memonitor atau memantau pelaksanaan navigasi yang sedang berjalan.
• Ringkasnya sistim ECDIS dapat memantau pergerakan posisi kapal secara terus menerus dan merupakan sistim informasi navigasi yang terbaik melebihi pengamatan langsung oleh navigator dan tidak hanya mengetahui dimana kapalnya berada tetapi juga kemana tujuan kapalnya bergerak.
• ECDIS dapat mengurangi beban kerja navigator dalam bernavigasi dibanding secara tradisional dengan menggunakan peta kertas terbitan badan Hydrografi resmi.
  Dengan sistim ECDIS memungkinkan navigator dapat membuat rencana pelayaran dan memantau pelaksanaannya.
• ECDIS dengan segera dapat memberitahu operator apakah sistim ini sedang berfungsi dengan baik atau tidak (alarm respond).

PETA KERTAS (PAPER CHARTS)

• Skala yang sudah ditetapkan untuk setiap lembar
• Biasanya arah utara sejati sudah ditetapkan
• Semua simbol-simbol sudah ditetapkan artinya
• Semua simbol-simbol sudah ditetapkan susunan dan penggu-naannya dipandang terhadap arah utara sejati
• Ukuran kertasnya sudah di tetapkan
• Jenis dan jumlah informasi sudah ditetapkan
• Kombinasi dan macam warna yang digunakan sudah ditetapkan

PETA ELEKTRONIK (ELECTRONIC CHART)

• Ukuran layar sudah ditetapkan
• Resolusinya sudah ditetapkan
• Ukuran skala layar dapat diubah-ubah
• Jenis dan jumlah informasi dapat diubah-ubah
• Dapat diubah-ubah untuk menyesuaikan diri terhadap arah utara sejati.
• Dapat diubah-ubah susunan dan penggunaan dari pada simbol-simbol
• Arti dari simbol dapat diubah-ubah.
• Jumlah warna yang digunakan dapat diubah-ubah.

BEBERAPA DEFINISI YANG BERKAITAN DENGAN PEMROSESAN ECDIS

• ECDIS (Electonic Chart Display and Information System) ialah merupakan sistim navigasi elektronik yang canggih dirancang khusus untuk dunia pelayaran dan paling memenuhi standar peta up-to-date seperti yang disyaratkan Regulation V/27 dari Konvensi SOLAS 1974 dan ECDIS dapat memilih informasi oleh software System Electronic Navigational Chart (SENC) dan tergantung dari posisi yang telah ditentukan oleh sensor GPS atau Loran-C membantu para pelaut dalam route planning dan route monitoring dan tambahan informasi navigasi lainnya.
• SENC (System Electronic Navigational Chart) sofware didalam CPU meresume database dari hardware ENC untuk ditransformasikan ke ECDIS  untuk ditampilkan dilayar komputer tepat dan persis sesuai dengan gambar peta kertas yang telah di update oleh Badan Hydrografi resmi.
• ENC (Electronic Navigational Chart) ialah hardware terpisah dari komputer berisi storage database peta vector yang telah distandari-sasikan secara internasional. Hasil format peta vector input dari peta kertas terbitan hydrografi dan menjadi input device untuk sistim ECDIS standar format S.57 edisi 3. Status Dinas Hydrografi resmi yang memproduksi komponen ENC ini harus menyesuaikan dengan Dinas Hydrografi lain yang telah diakui IMO sesuai peraturan yang mengikuti kemajuan baik tertulis atau tidak untuk digunakan pada ECDIS.

Format peta komputer ini secara garis besar dibedakan atas dua type sebagai dasar pembuatan peta elektronik, yaitu :

1. Peta RASTER
2. Peta VECTOR

Dalam membedakan antara kedua format peta ini adalah :

• Peta RASTER merupakan tampilan gambar seadanya dari area pemetaan dengan menggunakan unit RNC (format peta update) dengan berdasarkan copy digital dari peta kertas.
• Sedangkan Peta VECTOR merupakan tampilan database dari area pemetaan dengan menguraikannya secara nyata. Untuk memperoleh format peta vector digunakan unit ENC, DNC dan DVC (format peta database).

BEBERAPA KEUNTUNGAN DARI PETA VECTOR

• Mudah untuk mengoreksinya
• Hanya membutuhkan sedikit memory capacity (quick loading)
• Dapat ditambahkan berbagai informasi navigasi
• Paling baik keterbacaannya pada setiap cara presentasi seperti Head-up, North-up, Course-up.
• Presentasinya disesuaikan dengan berbagai parameter dari kapal
• Kebebasan zoom tidak akan mengurangi dari keterbacaan.
• Kemungkinan berbagai informasi dapat ditampilkan
• Kemungkinan besar automatic alarm dapat distel.

Keterangan gambar block diagram dari sistem ECDIS :

• Segi empat dengan garis putus-putus dianalogikan berupa special purpose computer. Dua segi empat didalam microcomputer ini merupakan sub unit SENC dan control bus format S.52 keduanya sebagai software pengolah data (device process). Segi-empat segi-empat diluar microcomputer merupakan unit-unit sensor yang mempunyai akses sebagai input device, setelah data bus di proses ditransformasikan ke output device ECDIS pada layar monitor sebagai soft copy device.
• ECDIS sebagai output device berupa video display yang menampilkan informasi navigasi pada layar monitor komputer setelah datanya diolah terakhir melalui control bus format S.52.
• Control Bus Format S.52 sebagai final software didalam CPU (software khusus IHO tahun 1990 dengan kode format S-52) berfungsi menggabungkan data-data dari software SENC dan meneruskannya ke ECDIS dan menyempurnakan tata warna asli peta update untuk video display ECDIS.
• SENC (System Electronik Navigational Chart) adalah database didalam CPU seperti halnya unit ENC diluar komputer, hanya SENC dibutuhkan sebagai internal memori khusus sebelum format ditransformasikan ke ECDIS. Di dalam SENC ini tidak ada terjadi proses perubahan bentuk data. Disamping SENC merupakan software internal memori khusus didalam CPU juga telah melalui full test oleh lembaga resmi berwenang sebelum didistribusikan ke pengguna.
• ENC (Electronic Navigational Chart) adalah database peta vector atau format data resmi dengan kode S.57 mengumpulkan informasi navigasi secara digital sesuai dengan persetujuan SOLAS Regulation tentang proses pengoperasian sistim ECDIS. Struktur dan format data dari peta vector harus terlebih dahulu mengalami perubahan bentuk data pada unit ENC sebagai hardware, dimana agar format data hasil survey terbaru harus cocok berupa input device SENC yang akan mentransformsikan ke ECDIS.
• Segi empat segi empat disebelah kanan dan kiri merupakan unit sensor dari berbagai sistim navigasi electronik sebagai input device ke processor unit dan output devicenya ditransformasikan ke ECDIS dapat diklasifikasikan sbb:

1. GPS/DGPS merupakan keharusan
2. Loran-C merupakan keharusan
3. Gyrocompass merupakan keharusan
4. Speed log merupakan keharusan
5. Radar/ARPA/AIS merupakan overlay (lapisan tamabahan diatas tayangan ECDIS)
6. Echo Sounder (Fakultatif) berapa kedalaman dibawah lunas.
7. Auto Pilot dan INS (Fakultatif) untuk penentuan Heading.

Masing-masing sensor hardware tersebut interfasenya merupakan Kalman filter processing berisi converter yang berfungsi merubah data Analog menjadi data Digital.

NAVSTAR GLOBAL POSITIONING SYSTEM (GPS)
 

PENDAHULUAN
Akhir-akhir ini sistem penentuan posisi secara elektronik telah beroperasi secara umum, tetapi masing-masing belum memenuhi syarat ketelitian secara menyeluruh dalam daerah cakupan yang diinginkan. Jadi masih belum dapat memenuhi kebutuhan membantu bernavigasi di sepanjang pantai atau di tengah lautan. Dari hasil penelitian secara terus-menerus ke depan yang lebih ideal adalah sistem navigasi dengan satelit.
Prinsip dari penggunaan satelit orbit tinggi yang dilengkapi atomic clocks (asilator kristal inti atom) dari sistim navigasi satelit militer Amerika Serikat NAVSTAR – GPS (Navigation Satellite Time And Ranging – Global Position System). Dimana Atomic Clocks (Osilator Kristal Inti Atom) sangat berperan dalam ketelitian waktu serta pengukuran waktu dan jarak antara satelit dan pengguna di permukaan bumi. GPS menentukan posisi, kecepatan dan waktu pengguna secara terus menerus dengan tingkat ketelitian yang melebihi sistim navigasi global lainnya.
Armada pelayaran niaga dapat menggunakan sistim ini secara terus menerus dengan daerah cakupan yang luas secara global dan penentuan posisi yang sangat luar biasa keakuratannya.

SEGMEN SISTEM KONTROL

Kelaik-gunaan satelit-satelit GPS tersebut dimonitor dan dikontrol oleh segmen sistem kontrol didaratan yang terdiri dan beberapa stasiun pemonitor dan pengontrol yang tersebar di seluruh dunia, yaitu di pulau Ascension (Samudera Atlantik bagian selatan), Diego Garcia (Samudera Hindia), Kwajalein (Samudera Pasifik bagian utara), Hawaii, dan Colorado Springs.
Disamping memonitor dan mengontrol kesehatan seluruh satelit beserta seluruh komponennya, segmen kontrol ini juga berfungsi menentukan orbit dari seluruh satelit GPS yang merupakan informasi vital untuk penentuan posisi dengan satelit.
Secara spesifik, segmen sistem kontrol terdiri dari Ground Antenna Stations (GAS), Monitor Stations (MS), Prelaunch Compatibility Station (PCS), dan Master Control Station (MCS).
GAS berlokasi di Ascension, Diego Garcia, dan Kwajalein. Lima stasiun MS terdiri dari stasiun GCS ditambah stasiun di Colorado Springs dan Hawaii. Stasiun PCS berlokasi di Cape Caneveral, dan stasiun ini juga berfungsi sebagai beckup dan GAS. Sedangkan stasiun MCS berlokasi di Colorado Springs. Lokasi dari stasiun-stasiun tersebut ditunjukkan pada Gambar berikut:

SEGMEN PENGGUNA

Segmen pengguna terdiri dari para pengguna satelit GPS, baik di darat, laut, udara, maupun di angkasa. Dalam hal ini alat penerima sinyal GPS (GPS receiver) diperlukan untuk menerima dan memproses sinyal-sinyal dari satelit GPS untuk digunakan dalam penentuan posisi, kecepatan, maupun waktu.
Pesawat penerima GPS (GPS receiver) dirancang seperti pesawat penerima microwave superheterodyne secara utuh untuk menerima sinyal-sinyal dari satelit GPS. Dan kemudian dapat menghitung posisi oleh pesawat penerima (GPS receiver) secara otomatis. Biasanya layar tampilan berupa LCD akan memberikan informasi lintang dan bujur (posisi pesawat penerima GPS).
Bagian penting didalam pesawat penerima adalah mencakup tehnik digital dari signal processor diatur oleh micro-computer yang selalu berhubungan dengan RAM dan ROM. Jaringannya tersambung dengan layar tampilan LCD melalui control data processor.

DOLUTION OF PRECISION (DOP)
atau kekurang telitian (kurang tepat)

DOP adalah suatu term hasil perhitungan secara matematika. DOP hanya terdapat didalam satu dimensi saja. Umpamanya Waktu DOP (TDOP), Horizontal DOP (HDOP), Vertikal DOP (VDOP) dan geometris DOP, yang ada kaitannya dengan penjabaran secara ilmu ukur analitis dari satelit GPS.
Tetapi terhadap kekurang telitian atau kurang tepatnya posisi (PDOP) adalah nilai yang harus diperhatikan dalam bernavigasi.

Nilai PDOP pada sistem GPS mempunyai kesatuan yang optimum. Bila kedudukan satelit bertambah tinggi maka solusinya akan berkurang. PDOP akan mendekati satu kesatuan bila solusinya dibuat dengan kedudukan satelit lebih dekat ke arah puncak dan tiga satelit lainnya dengan jarak rata-rata pada sudut elevasi yang rendah. Pada kemungkinan lain bila semua satelit pada bidang yang sama PDOP akan lebih mendekati nilai tidak terhingga dan solusi ketepatan posisi akan lebih tidak mungkin. PDOP dapat juga diperoleh secara langsung pada baringan User Range Error (URE).

Beberapa cara alternatif dari penentuan geometry satelit :
1.  PDOP :
Pengurangan ketelitian dari posisi tiga dimensi yang disebut juga PDOP (Positional Dilution Of Precision). Pesawat penerima menghitung dan menampilkan PDOP. Sekelompok satelit seperti faktor PDOP dibawah 12,0 adalah terbaik. Apabila PDOP kurang dari 7,0 adalah sangat memuaskan. PDOP kurang baik apabila kelompok satelit yang terkumpul berdekatan (sudut kecil). PDOP baik apabila kelompok satelit yang tersebar berjauhan (sudut lebar).
2.  HDOP :
Pengurangan ketelitian dari posisi lintang dan bujur dari posisi (dua dimensi secara horizontal) yang disebut juga HDOP (Horizontal Dilution Of Precision). Apabila HDOP kurang dari 3,0 adalah sangat memuaskan. Apabila HDOP adalah 1,5 maka kesalahan dua dimensi posisi 95%, kesalahan horizontal adalah 2 x UERE x HDOP atau 2 x 8,5 x 1,5 = 25 meter (95%).

Share this post