EVALUASI PENGGUNAAN MODUL GPS SINGLE FREQUENCY UNTUK PENENTUAN POSISI TITIK EKSPOSUR FOTO UDARA

I GEDE SUKMA NATA PERMANA, Dr. Catur Aries Rokhmana, S.T., M.T.

2017 | Skripsi | S1 TEKNIK GEODESI

Kegiatan georeferencing berserta pengestimasian posisi titik eksposur data foto udara yang diperoleh dengan menggunakan UAV, tidak dapat dilakukan dengan efisien jika hanya bergantung dari proses bundle adjustment yang memerlukan GCP (Ground Control Point) dalam jumlah besar. Hal tersebut dikarenakan pengadaan GCP yang akurat dengan jumlah yang memadai di setiap area pertampalan foto udara membutuhkan biaya operasional yang besar dan waktu yang cukup lama. Salah satu alternatif yang menjadi jawaban atas permasalahan pengadaan GCP ini adalah dengan menambahkan informasi posisi (koordinat) titik eksposur ke dalam EXIF metadata foto udara melalui proses yang disebut geotagging. Koordinat titik eksposur tersebut diukur secara langsung dengan memanfaatkan teknologi modul GPS yang dipasang pada UAV. Secara teori, foto udara yang telah memiliki informasi posisi titik eksposur yang diukur secara langsung, telah ter-georeference tanpa perlu melalui proses triangulasi udara (pengadaan GCP tidak diperlukan). Akan tetapi, modul GPS yang umumnya terpasang di UAV memiliki keterbatasan dari segi akurasi sehingga penggunaannya untuk kegiatan penentuan posisi titik eksposur secara langsung perlu dikaji lebih mendalam. Penelitian ini mencoba mengevaluasi penggunaan sebuah modul GPS single frequency (modul GPS Skytrak NS-RAW) yang dipasang pada UAV untuk kegiatan penentuan posisi titik eksposur foto udara secara langsung. Modul GPS tersebut mampu merekam data kode sekaligus data fase yang disimpan dalam bentuk RAW data, sehingga selanjutnya dapat diolah secara Single Point Positioning (SPP) maupun Post Processing Kinematic (PPK). Pengolahan data GPS secara SPP serta PPK dilakukan pada software RTKLIB dan menghasilkan sekumpulan koordinat yang menggambarkan posisi UAV ketika melintas dalam jalur terbangnya (trajectory). Apabila posisi antena GPS dipasang berdekatan dengan kamera, maka dapat diasumsikan bahwa sebagian koordinat dalam trajectory tersebut juga merupakan koordinat yang menggambarkan posisi titik eksposur kamera. Koordinat ini disimpan dalam format NMEA untuk di-geotag ke masing-masing foto udara dengan software GeoSetter. Analisis akurasi dilakukan dengan cara membandingkan nilai koordinat titik eksposur ter-geotag (koordinat hasil SPP dan PPK) dengan koordinat titik eksposur yang dihitung menggunakan algoritma bundle adjustment. Proses bundle adjustment dilakukan pada software Agisoft Photoscan Professional dengan melibatkan delapan GCP. Hasil yang diperoleh dari kegiatan penelitian ini adalah modul GPS single frequency tidak dapat menghasilkan koordinat titik eksposur foto udara yang berakurasi tinggi. Titik eksposur foto udara hasil SPP dan PPK mengalami pergeseran nilai koordinat yang mencapai puluhan meter karena masih dipengaruhi oleh berbagai jenis kesalahan. Kesalahan yang dimaksud adalah kesalahan waktu akibat sinkronisasi jam GPS dan jam kamera yang tidak tepat, kesalahan akibat adanya spatial offset antara pusat fase antena GPS dan pusat proyeksi kamera, serta kesalahan akibat solusi ambiguitas fase integer yang tidak berhasil dipecahkan.

Georeferencing activity and the determination of the exsposure station of aerial photographs derived from UAV, can not be done efficiently if both solely depend on bundle adjustment process that requires a huge amount of GCP (Ground Control Points). As setting up an enough and accurate GCP in the area of overlapping images is costly and may take much operational time. One alternative that becomes an answer to this problem is by adding the expsosure station coordinate into the EXIF metadata of the aerial photographs with a process called geotagging. These exposure station coordinates are directly measured by using GPS module that is installed on top of the UAV. Theoritically, aerial photographs that already have information about the exposure station position, are already georeferenced with out the need of performing aerial triangulation process (no GCP needed). However, the GPS modules which commonly installed in most UAVs have limitation in terms of accuracy. Thus, more research and study in using GPS module for direct measurement of the exposure station is necessary. This study tries to evaluate the use of a single frequency GPS module (Skytrak NS-RAW GPS module) mounted on UAV for direct measurement of the exposure station. This GPS module is able to record code data as well as phase data that are being stored in the form of RAW data, so that later can be post-processed in SPP mode or Kinematic mode (PPK/Post Processing Kinematic). GPS data processing with SPP and PPK mode are done in RTKLIB software and the results are two sets of coordinates that describe the position of the UAV when passing in its flight path (trajectory). If the GPS antenna is installed adjacent to the camera, it can be assumed that some of the coordinates in the trajectories are also the coordinates that define the position of the camera exposure stations. These coordinates are then saved in NMEA format to be geotagged into each aerial photograph with GeoSetter software. Accuracy analysis is done by comparing the value of the geotagged coordinates (coordinates resulted from SPP and PPK) with the exposure station coordinates computed by the bundle adjustment algorithm. The bundle adjustment process is done in Agisoft Photoscan Professional software which involves eight GCPs. This research shows that single frequency GPS module can not produce exposure station coordinates with high accuracy. The exposure station coordinates resulted from SPP and PPK experience shifts in value that reach tens of meter as they are still influenced by various types of errors. These errors are time offset due to an incorrect GPS-camera clock synchronization, error due to spatial offset between the antenna phase center and the camera projection center, and error due to phase ambiguity solution that are not integer.

Kata Kunci : georeferencing, geotagging, modul GPS single frequency, single point positioning, post processing kinematic, titik eksposur.