RANCANG BANGUN SISTEM PENENTUAN POSISI STATIS HORISONTAL UNMANNED UNDERWATER VEHICLE DENGAN METODE TRILATERASI DAN TRIGONOMETRI

OASISKA N S, Prof. Ir. Sunarno, M.Eng, Ph.D, IPU; Ir. Memory M. W., ST., M.Eng, IPM

2021 | Skripsi | S1 TEKNIK FISIKA

Dalam eksplorasi bawah air digunakan kendaraan tak berawak yaitu Unmanned Undewater Vehicle (UUV). Navigasi UUV memerlukan sistem penentuan posisi bawah air dengan galat yang rendah. Sistem penentuan posisi yang umum digunakan, yaitu Global Positioning System (GPS), tidak mampu menentukan posisi UUV di bawah air akibat pelemahan gelombang elektromagnetik dari medium udara ke air, sehingga diperlukan sistem penentuan posisi turunan Under Water Sensor Networks (UWSN). UWSN mampu menentukan posisi dinamis UUV dari penggabungan berbagai posisi statis UUV di waktu yang berbeda. Di mana koordinat UUV dalam 3 dimensi dapat disusun dari posisi vertikal UUV dan posisi horisontal UUV. Sistem penentuan posisi statis horisontal UUV ini dirancang bangun menggunakan mikrokontroler PSoC 5LP & Arduino Uno dan penyimpan data. Sistem ini adalah satu dari empat sub sistem dalam sistem komunikasi data UUV. Sistem menerima data dari tiga sub sistem lain lalu mengolah data dengan Time Difference of Arrival (TDoA), trigonometri dan trilaterasi yang menghasilkan koordinat posisi UUV di bawah air. Pendekatan penelitian ini adalah simulasi dan eksperimental. Simulasi algoritma sistem dilakukan dengan galat penentuan jarak 0 m hingga 1 m dan didapatkan koordinat UUV dengan galat posisi ± 4,35×10-4 m hingga ± 0,27 m. Penerapan metode eksperimental pada penelitian ini menghasilkan koordinat UUV dengan galat penentuan jarak ± 0,10 m dan galat penentuan posisi bawah air sebesar 0,08 m. Penelitian menunjukkan algoritma menghasilkan estimasi koordinat UUV dengan galat rendah dan dapat dimanfaatkan sebagai referensi pengembangan teknologi penentuan posisi selanjutnya.

In underwater exploration Unmanned Underwater Vehicle (UUV) is used to explore deep water environment. UUV Navigation needs underwater positioning system with low positioning error. The universally used positioning system, Global Positioning System (GPS), is unable to determine UUV’s position under water due to electromagnetic wave weakening from different medium (air to water), so derivative underwater positioning system, known as Under Water Sensor Networks (UWSN), is needed. UWSN can determine UUV’s dynamic position from the amalgamation of various UUV’s static position in different times. In which UUV’s coordinates in 3 dimension can be arranged from UUV’s vertical position and UUV’s horizontal position. This UUV’s static positioning system is designed using PSoC 5LP & Arduino Uno microcontroller and data storage. This system is one of four sub system in UUV data communication system. System receives data from three other system then process the data using Time Difference of Arrival (TDoA), trigonometry, and trilateration which results in UUV’s position coordinates under the water. The approach of this research is by simulation and experimentation. The simulation of system’s algorithm is done using variation of ranging error from 0 m to 1 m and obtain positional error of ± 4.35×10-4 m to ± 0.27 m. While the experimental method in this research yields UUV’s coordinates with ranging error of ± 0.10 m and positional error of 0.08 m. This research shows that algorithm can estimate UUV’s coordinates with low positional error thus can be utilized as a reference in developing positioning technology further.

Kata Kunci : Unmanned Underwater Vehicle, TDoA, Horisontal Position, UWSN, Trigonometry, Trilateration, error.