Geodesi, sebuah ilmu yang membawa kita ke dunia pengukuran dan representasi Bumi yang sangat menarik. Ini adalah seni dan ilmu yang menggali ke dalam geometri, gravitasi, dan orientasi spasial Bumi dalam dimensi tiga yang senantiasa berubah. Ketika kita melihat ke langit dan memperluas cakrawala pengetahuan kita, kita menghadapi Geodesi Planet, yang menjelajahi tubuh astronomi lain seperti planet atau sistem circumplanetary.
Geodesi memberi kita alat untuk memahami fenomena geodinamika, seperti gerakan kerak bumi, pasang surut, dan pergerakan kutub. Ini mencakup perancangan jaringan kontrol global dan nasional, menerapkan teknik geodesi ruang angkasa dan terestrial, dan bergantung pada datum dan sistem koordinat. Gelar pekerjaan yang melibatkan penelitian ini mencakup geodesis dan survei geodesi.
Namun, dalam perjalanan ini, kita menemukan dua konsep penting: geoid dan elipsoid referensi. Geoid adalah gambaran Bumi yang melibatkan permukaan keseimbangan ideal air laut, memberi kita pandangan rata-rata laut yang tidak dipengaruhi arus atau variasi tekanan udara. Di sisi lain, elipsoid referensi adalah model matematis yang ideal yang membantu kita memahami bentuk Bumi dalam konteks geometris.
Kedua konsep ini saling berhubungan, dan Geodesi Planet membuka jalan untuk eksplorasi lebih lanjut. Dalam petualangan ini, kita memahami bahwa geoid, meskipun tidak teratur, dapat dengan konsisten diukur melalui pengukuran sederhana dari objek fisik seperti pengukur pasang surut. Sementara itu, elipsoid referensi, dengan semua kompleksitas matematisnya, mewakili dunia abstrak yang membutuhkan pemahaman mendalam.
Seiring dengan perkembangan waktu, sistem referensi geodetik seperti GRS 80 menjadi dasar bagi Sistem Pemosisian Global (GPS) yang kita gunakan dalam kehidupan sehari-hari. Ini memimpin kita untuk memahami bahwa pemetaan dan pembuatan peta sedang mengalami transformasi menuju sistem referensi global yang lebih terkini.
Geodesi adalah perpaduan antara sains dan seni, menggali ke dalam bentuk dan dinamika Bumi, mengubah cara kita melihat dunia di sekitar kita. Itulah daya tarik geodesi — pintu gerbang ke pengetahuan mendalam tentang rumah kita di alam semesta.
Datum geodetik
Datum geodetik, atau kadang disebut juga sistem geodetik, merupakan poin acuan global yang sangat penting untuk menggambarkan dengan tepat posisi suatu lokasi di Bumi atau planet lain melalui koordinat geodetik. Konsep datum ini menjadi krusial dalam berbagai teknologi dan metode yang berkaitan dengan lokasi spasial, seperti geodesi, navigasi, survei, sistem informasi geografis, penginderaan jauh, dan kartografi.
Sebuah datum geodetik terdiri dari beberapa elemen penting. Pertama, model bentuk dan dimensi Bumi, yang bisa berupa elipsoid referensi atau geoid. Kedua, asal di mana elipsoid atau geoid terhubung ke lokasi terkait di Bumi, sering kali ditandai dengan monumen. Dan ketiga, beberapa titik kontrol yang sudah diukur dengan sangat akurat dari asal dan kemudian dimonumenkan. Koordinat lokasi lainnya diukur dari titik kontrol terdekat melalui survei.
Sebelum kemunculan sistem pemosisian global (GPS), menentukan posisi suatu lokasi dengan tepat tanpa titik referensi universal seperti Meridian Utama atau Khatulistiwa adalah tugas yang rumit. Metode astronomi dan kronologis, meskipun berguna, memiliki keterbatasan presisi terutama untuk jarak yang jauh. Bahkan dengan GPS, kita masih memerlukan kerangka kerja yang telah ditetapkan, dan WGS 84, dengan elipsoid dan datumnya, telah menjadi standar dalam banyak aplikasi saat ini karena ditujukan untuk penggunaan global.
Penting untuk dicatat bahwa karena elipsoid atau geoid dapat bervariasi antar datums, dan memiliki asal serta orientasi yang berbeda di ruang, hubungan antara koordinat yang merujuk pada satu datum dengan yang merujuk pada datum lainnya tidak dapat didefinisikan dengan pasti dan hanya dapat diperkirakan. Penggunaan datum lokal dapat memberikan representasi yang lebih akurat untuk area tertentu, seperti OSGB36 yang lebih sesuai untuk wilayah Kepulauan Britania daripada elipsoid global WGS 84. Meskipun demikian, manfaat dari sistem global umumnya lebih diutamakan daripada keakuratan yang lebih besar, menjadikan WGS 84 sebagai pilihan umum.
Geopositioning
Proses penempatan suatu titik di darat, di laut, atau di ruang angkasa dalam suatu sistem koordinat (penempatan titik) atau dalam hubungannya dengan titik lain (pemosisian relatif) dengan menggunakan sekumpulan koordinat geodetik disebut geoposisi, atau sederhananya penentuan posisi. Posisi suatu titik dalam ruang dihitung menggunakan pengukuran yang menghubungkan lokasi terestrial atau luar angkasa yang diketahui (“titik yang diketahui”) dengan titik terestrial yang tidak diketahui (“titik yang tidak diketahui”). Perhitungan yang melibatkan konversi sistem koordinat antara atau di antara sistem terestrial dan astronomi mungkin diperlukan. Titik triangulasi jaringan tingkat tinggi atau satelit GNSS adalah contoh titik yang diketahui digunakan dalam lokasi titik.
Di masa lalu, ahli geodesi membangun hierarki jaringan untuk memungkinkan lokasi titik dalam suatu negara. Jaringan triangulasi menempati peringkat tertinggi dalam hierarki ini. Mereka dipadatkan menjadi jaringan lintasan, atau poligon, yang menjadi tempat terhubungnya data pemetaan dan survei lokal. Pengukuran ini sering dilakukan dengan menggunakan pita pengukur, prisma sudut, dan tiang merah putih.
GPS digunakan secara luas saat ini, kecuali untuk pengukuran yang memerlukan spesialisasi (seperti teknik bawah tanah atau teknik yang sangat presisi). GPS statis digunakan untuk mengukur jaringan tingkat tinggi, dan vektor antar situs terestrial ditentukan menggunakan pengukuran diferensial. Setelah itu, vektor-vektor tersebut dimodifikasi dengan cara jaringan konvensional. Landasan untuk membangun kerangka acuan geosentris global tunggal yang bertindak sebagai acuan "tingkat nol" (global) yang menghubungkan pengukuran nasional adalah polihedron stasiun GPS di seluruh dunia yang terus beroperasi dan dijalankan di bawah IERS.
Dalam pemetaan survei, penentuan posisi kinematik waktu nyata, atau GPS RTK, banyak digunakan. Situs-situs yang tidak diketahui dalam pendekatan pengukuran tersebut dapat dengan cepat dihubungkan ke tempat-tempat terestrial tetangga yang diketahui.
Ketersediaan titik-titik yang dikenali untuk pengukuran pemetaan, biasanya disebut sebagai kontrol (horizontal dan vertikal), merupakan salah satu tujuan penempatan titik. Ribuan situs yang ditentukan secara geodetik ini mungkin ada di suatu negara; organisasi pemetaan nasional sering mencatatnya. Ini akan digunakan oleh surveyor yang bekerja di bidang asuransi dan real estate untuk menghubungkan pengukuran lokal mereka.
Pengukuran
Permukaan laut rata-rata adalah permukaan referensi (level) yang digunakan untuk menghitung disparitas ketinggian dan sistem referensi ketinggian. Karena GPS hanya memberikan ketinggian di atas ellipsoid referensi GRS80, pengetahuan pasti tentang bentuk geoid diperlukan agar penggunaan sensor GPS untuk penentuan ketinggian lebih hemat biaya. Level spirit konvensional secara langsung menghasilkan ketinggian seperti itu (yang praktis paling berguna) di atas permukaan laut. Seseorang mungkin mengantisipasi peningkatan penggunaan GPS untuk estimasi ketinggian seiring dengan kemajuan penentuan geoid.
Alat untuk mengukur sudut terhadap lokasi target baik vertikal maupun horizontal (sehubungan dengan vertikal lokal) adalah teodolit. Selain itu, tachymeter sangat otomatis, hampir seperti robot, dalam fungsinya dan mengukur jarak target secara elektrik atau elektro-optik. Teknik lokasi stasiun bebas sering digunakan untuk tujuan yang sama.
Tachymeter sering digunakan untuk survei detail lokal, sedangkan metode persegi panjang tradisional dengan prisma sudut dan pita baja juga merupakan pilihan berbiaya rendah. Algoritme GPS kinematik waktu nyata (RTK) juga cepat dan akurat, seperti yang ditunjukkan sebelumnya. Penandaan digital dan pencatatan data yang diperoleh dilakukan untuk memasukkannya ke dalam database Sistem Informasi Geografis (GIS).
Koordinat 3D dalam kerangka koordinat geosentris dihasilkan langsung oleh penerima GNSS geodetik (paling sering GPS). WGS84 dan bingkai dari Layanan Sistem Rotasi dan Referensi Bumi Internasional (IERS) adalah dua contoh bingkai tersebut. Untuk survei jaringan dasar yang ekstensif, sebagian besar perangkat terestrial telah digantikan oleh penerima GNSS.
Metode seperti interferometri garis dasar sangat panjang (VLBI) untuk mengukur jarak ke quasar, rentang laser bulan (LLR) untuk mengukur jarak ke prisma di Bulan, dan rentang laser satelit (SLR) untuk mengukur jarak ke prisma di satelit buatan digunakan. untuk memantau ketidakteraturan rotasi bumi dan pergerakan lempeng tektonik, serta untuk survei geodesi seluruh planet.
Ada dua jenis gravimeter yang digunakan untuk mengukur gravitasi. Gravimeter absolut adalah yang pertama; mereka mengukur percepatan jatuh bebas menggunakan prisma pemantul di dalam tabung vakum, misalnya. Mereka digunakan di lapangan atau untuk menciptakan kontrol geografis vertikal. Kedua, gravimeter relatif berbasis pegas lebih sering digunakan. Mereka digunakan dalam survei gravitasi untuk menentukan bentuk geoid di wilayah yang cukup luas. Gravimeter superkonduktor, yang peka terhadap seperseribu miliar gravitasi permukaan bumi, merupakan gravimeter relatif paling presisi yang pernah ada. Untuk membuktikan konstanta gravitasi Newton dan untuk meneliti rotasi bumi, beban internal, samudera, dan atmosfer, sekitar dua puluh gravimeter superkonduktor digunakan secara global. Di masa depan, gagasan relativistik khusus tentang pelebaran waktu yang diukur dengan jam optik dapat digunakan untuk mengukur ketinggian dan gravitasi.
Disadur dari: