Differential Point Positioning (DGPS)

DGPS adalah teknik yang digunakan untuk meletakkan satu titik relatif kepada yang lain,

kedua-dua stesen penerima serentak dari satelit yang sama.Kesilapan berlaku dalam kedudukan

satelit (Xs, Y, dan ZS) dan anggaran kelewatan atmosfera (d) secara berkesan yang

sama,kesilapan boleh diabaikan sebahagaian besar. Kaedah ini boleh dilakukan dengan

menggunakan kod atau ukuran “carrier phase” dan boleh memberikan keputusan dalam

“realtime” atau “post processed”.

DGPS Code Phase tracking :

-Teknik ini terdiri daripada dua penerima GPS, satu titik diletakan dimana kedudukanya

diketahui (base) dan satu titik yang bergerak dari satu titik ke titik yang lain (rover) yang

diletakkan di atas kapal, mengukur pseudo-ranges mesti mempunyai sekurang-kurangnya empat

satelit biasa. Daripada kedudukan satelit yang diketahui dan satu titik penerima adalah atas titik

tetap diketahui, "Known distance" (jarak diketahui) boleh dihitung untuk setiap cerapan

satelit."Known distance"(Jarak diketahui) ini kemudiannya boleh dibandingkan dengan

"measured distance"(jarak diukur) atau( Pseudo range) untuk mendapatkan Pembetulan Pseudo

range (RRC), yang dikira bagi setiap satelit yang dikesan pada titik tetap.

Setiap Pseudo range kemudiannya boleh digunakan untuk “remote recever” atau

pembetulkan jarak yang diukur. Code Phase tracking mempunyai aplikasi utama kepada sistem

kedudukan real-time dengan tahap ketepatan meter. Ia adalah mencukupi untuk penentududukan

kajian hidrografi yang memenuhi IHO S-44 keperluan untuk memenuhi kaji selidik, kerana

sudah memadai kedudukan peringkat meter untuk tujuan ini.

DGPS Carrier Phase tracking. -Ini adalah mempunyai ketepatan yang tinggi dalam teknik pengukuran GPS dan ketepatan

kedudukan relative adalah dari 2-5 per million (ppm) antara 2 penerima GPS ( satu diduduki

pada titik rujukan manakala satu lagi ditenmpat yang tidak diketahui atau platform kapal yang

bergerak). Kaedah pengesan menggunakan formulasi Pseudo-rages yang digunakan dalam sistem

kod penjejak fasa yang diterangkan diatas. Tetapi dengan proses yang lebih komplex apabila

isyarat pembawa dikesan. Panjang gelombang pendek (the short wavelength) (19cm)

memerlukan penambahan “ambiguity factor” kepada persamaan penyelesaian untuk akaun untuk

nombor tidak diketahui untuk “whole carrier cycles” sepanjang pseudo range.

Carrier phase tracking menyediakan untuk pelbagai resolusi yang lebih tepat disebabkan

gelombang pendek (19cm) dan keupayaan penerima untuk menyelesaikan fasa pembawa bawah

kepada kira-kira 2mm. Kaedah ini merujuk dirujuk kepada real-time kinematic atau RTK dan

menyediakan ketepatan keduduk 3D kepada beberapa sentimeter lebih antara sehingga kira-kira

20 kilometer. Kaedah boleh dipakai dalam penentududukan ukur hidrografi dan memenuhi

IHO/S -44 keperluan untuk pengukuran yang tertentu dan boleh digunakan sama ada penerima

static atai kinematik.

Kelebihan “Code Phase” (DGPS) dari Carrier phase (RTK)i. panjang gelombang terlalu panjang dari panjang gelombang Carrier, i. wavelengths are much longer than the carrier wavelengths, menghapuskan masalah “ambiguity”Keburukan “Code phase” dari Carrier Phase (RTK)i. semakin panjang gelombang maka sistem ketepatan semakin kurang.ii. lagi panjang gelombang lebih dipengaruhi oleh pelbagai isyarat

Real-Time Dynamic DGPS Positioning System (Code Phase)Sistem umum adalah:a. alat rujukan stesesn. (master)b. rangkaian komunikasic.Alat rover stesen (remote)

Ada beberapa DGPS yang menyediakan pembetulan real time pseudo-range. a.Radio beacon navigation services (Beacon IALA System)b. perkhidmatan langganan satelit komersialc. commercial land base DGPS network services (telephone or mobile phone links)d.Sistem DGPS tempatan.Sistem DGPS tempatan biasanya digunakan agensi yang bertanggungjawap dalam pengukuran.

Konsep DGPS

Kaedah ini adalah bagi tujuan mendapatkan ketepatan yang lebih baik daripada kaedah

GPS. Sistem DGPS adalah sistem penentududukan masa hakiki secara pembezaan (differential)

yang menggunakan cerapan kod iaitu kod C/A bagi alat penerima satu frekuensi L1. Sistem ini

umumnya dipraktik untuk penentududukan objek-objek yang bergerak seperti dalam kerja

hidrografi. Memandangkan sistem ini adalah dalam masa hakiki maka stesen rujukan (reference

station) yang diketahui koordinatnya harus mengirimkan pembetulan julat semu (pseudorange

correction) atau pembetulan koordinat ke stesen bergerak (roverstation) yang koordinatnya

hendak ditentukan secara masa hakiki dengan menggunakan sistem komunikasi. Format isyarat

yang digunakan untuk mengirim pembetulan oleh sistem ini menggunakan format Radio

Technical Commission For Maritime Services Special Committee 104 (RTCM SC-104). Dalam

kebanyakan kes data pembetulan yang selalu digunakan adalah pembetulan julat semu. Sistem

DGPS menawarkan ketepatan yang baik iaitu sekitar 1-5 meter pada masa hakiki (Hasanuddin Z.

Abidin, 2000). Sistem DGPS umumnya terbahagi kepada dua sistem berdasarkan kepada luas

kawasan yang diliputi pembetulannya iaitu Local Area DGPS (LADGPS) dan Wide Area DGPS

(WADGPS).

Rajah

2.7: Kaedah DGPS bagi penentuan kedudukan pelayaran

Berup Radio

Sistem berup radio atau radio beacon berfungsi dengan menggunakan gelombang radio dari

283.5 kilohertz sehingga 325 kilohertz. Kaedah modulasi yang digunakan untuk penghantaran

mesej pembetulan Sistem Pembezaan GPS (DGPS) pada gelombang pembawa utama ini adalah

melalui kaedah modulasi Minimum Shift Keying (MSK), iaitu salah satu kaedah khas yang

digunakan bagi proses modulasi frekuensi. Isyarat frekuensi yang telah dimodulasi ini akan

mengandungi maklumat. DGPS dan juga nombor identifikasi bagi sistem pemancar tersebut.

Antara

komponen utama yang terlibat dalam sistem berup radio ini adalah:-

i) Stesen rujukan

ii) Stesen pengawasan integriti

iii) Stesen kawalan

iv) Monitor kawalan

v) Stesen pemancar

Oleh kerana kebanyakan negara telah mempunyai sistem berup radio, maka satu piawaian telah

dikeluarkan bagi memastikan sistem yang digunakan boleh diterima secara umum. Oleh itu,

IALA telah menggariskan satu panduan bagi sistem ini. Garis panduan ini terkandung didalam

Recommendation on the Performance and Monitoring of DGNSS Services in the Frequency

Band 283.5-325 kHz. Antara format utama yang terkandung didalam garis panduan ini adalah:-

i) Format isyarat yang dihantar

ii) Datum rujukan yang digunakan

iii) Kesinambungan

iv) Integriti

v) Ketepatan

vi) Kawasan liputan isyarat

vii) Keupayaan stesen pemancar

viii) Keupayaan alat penerima

ix) Pengawasan

x) Penerbitan maklumat

Di Malaysia, terdapat beberapa stesen berup Differential Global Navigation System atau

DGNSS yang beroperasi pada masa sekarang. Stesen-stesen ini terdapat di Lumut, Kuantan dan

Bintulu. Bagi stesen berup radio DGNSS di Semenanjung Malaysia iaitu di Lumut dan Kuantan,

sistem ini dikenali sebagai SIStem PELayaran SATelit (SISPELSAT) yang diuruskan oleh

Jabatan Laut Malaysia. SISPELSAT mengandungi dua stesen pemancar iaitu di Lumut dan

Kuantan serta satu stesen kawalan integriti utama yang dikenali sebagai Sistem Pemantauan

Keutuhan Jarak Jauh yang terletak di Langkawi, berfungsi memantau isyarat pembetulan DGPS

bagi sistem SISPELSAT. Pusat kawalan utamanya adalah terletak di Ibu Pejabat Laut, Pelabuhan

Klang yang berfungsi memantau stesen di Lumut, Kuantan dan juga di Langkawi. Bagi stesen di

Lumut dan Kuantan, kawasan liputan isyarat adalah sehingga 250 kilometer daripada stesen

pemancar (JabatanLaut Semenanjung Malaysia, 2004). Oleh yang demikian, hampir keseluruhan

kawasan Semenanjung dapat menerima pembetulan isyarat. Bagi kawasan selatan semenanjung,

ia boleh mendapatkan pembetulan isyarat dari Pulau Satumu, Singapura.

RUJUKAN

http://www.syqwestinc.com/hydrobox/HydroBox%20Manual-v2.pdfhttp://ntl.bts.gov/lib/6000/6200/6241/sspigndgps.pdfhttp://www.fig.net/commission4/iho/M-13_Chapter_7.pdfhttp://ftp.rta.nato.int/public//PubFullText/RTO/AG/RTO-AG-160-V21///AG-160-V21-01.pdfttp://meetings.copernicus.org/www.cosis.net/abstracts/EGU06/10096/EGU06-J-10096.pdfhttp://eprints.utm.my/317/1/tengkuafrizalmg033032d06ttt.pdf