Kalibrasi Multibeam Echosounder

Kalibrasi merupakan tahapan yang dilakukan untuk memeriksa dan menentukan besarnya kesalahan yang ada dalam instrumen yang bersangkutan. Kalibrasi diperlukan untuk menentukan kualitas multibeam sonar  yang digunakan. Proses kalibrasi yang dilakukan meliputi proses roll, pitch, gyro dan cepat rambat akustik, kalibrasi offset statik dan uji keseimbangan kapal (Mann, 1996). Adapun tahap-tahap proses kalibrasi MBES meliputi:

1.             Kalibrasi Offset Static

Kalibrasi ini dimulai dengan kelurusan dan offset-offset statis dari sensor-sensor yang disesuaikan kepada centerline dari kapal dan tranduser. Kelurusan itu akan mengurangi koreksi statik dari tiap sensor dan dapat dilaksanakan dengan penerima GPS.

Proses dari kelurusan secara fisik dari platform kapal (antena GPS kapal), tranduser, kompas giro, dan MRU dikenal sebagai offset-offset statis. Offset-offset statis dari sensor-sensor itu adalah jarak-jarak antara sensor dan titik referensi (CoG) terhadap antena GPS dan peralatan lainnya. Di bawah ini merupakan offset-offset statik terhadap centerline baik dilihat dari depan maupun samping kapal :

Gambar II.4 Offset Statik (Mann, 1996)

Titik referensi kapal harus suatu tempat yang dengan mudah dapat diakses dan dari mana pengukuran-pengukuran ke sensor-sensor itu akan dibuat. Offset-offset sensor diukur jarak-jarak dari titik referensi ke pusat sensor. Lalu tranduser dekat centerline kapal dan di sekitar sumbu roll (X) dibariskan dengan azimuth dari kapal. Gyro Compass itu harus dibariskan dengan sumbu-x dari kapal yang menggunakan titik kontrol geodetic yang digunakan untuk menentukan arah azimuth. Kelurusan ini bisa dilakukan dengan meminimalkan pengaruh gelombang. Serta antena GPS ini diposisikan dekat pusat dari kapal dengan jarak-jarak horizontal dan vertikal dari antena ke titik referensi kapal itu dan di ukur menggunakan pita ukur.

1.             Patch Test (Uji Keseimbangan)

Sebelum melakukan patch test, sebaiknya dilakukan quick survey. Yaitu untuk mengetahui atau menemukan kedangkalan/ gradien kedalaman yang dapat memenuhi persyaratan untuk melaksanakan patch test.

            Setelah offset-offset statis ditentukan, kemudian dilaksanakan kegiatan Patch Test. Patch test dalam kalibarasi lebih baik dan harus dilaksanakan secara hati-hati untuk memastikan bahwa data dikumpulkan dapat dipercaya dan berkualitas. Pelaksanaan uji patch test ini cukup pada suatu survey kecil saja dengan beberapa bentuk ketentuan sesuai dengan kalibrasi yang akan dilakukan yang bertujuan untuk memeriksa dan mengoreksi penyimpangan-penyimpangan sebagai berikut:

a.             Kalibrasi Pitch

          Pitch diukur dari dua pasang titik kapal dalam menentukan kedalaman terhadap sesuatu kemiringan pada dua kecepatan berbeda atau untuk mengoreksi gerakan heading kapal. Hal penting dari kalibrasi pitch karena sepanjang penggantian jalur adalah sebanding terhadap kedalaman air (pergerakan terhadap sumbu Y). Jadi semakin dalam kedalaman air (mengarah pada perairan dalam) maka semakin kecil nilai kalibrasinya.

                        Pada kedua garis tersebut dibuat satu koridor untuk mendapatkan nilai koefisien pitch (KONGSBERG MARITIME, 2005). Gerakan  pitch mempengaruhi perubahan posisi rotasi kapal pada sumbu y. Gerakan ini dipengaruhi oleh dinamika pergerakan air laut. Sudut rotasi pitch  bernilai positif apabila posisi haluan kapal (sisi depan kapal) berada di atas permukaan air (Aritonang, 2010). Hal penting dari kalibrasi pitch, yaitu pergantian jalur sepanjang sumbu y sebanding terhadap kedalaman air sehingga peningkatan kedalaman air maka nilai kalibrasi akan semakin kecil (Sasmita,2008).

            Persyaratan yang harus dipenuhi adalah melintasi satu jalur yang sama, dengan arah berlawan, melintasi kedangkalan yang bergradien tajam, menggunakan kecepatan sama serta pancaran terdalam yang overlap digunakan untuk koreksi.

a.             Kalibrasi Roll

          Kalibrasi ini paling terasa pengaruhnya di perairan yang dalam dan harus secara hati-hati dalam diukur. Kalibrasi ini digunakan untuk mengoreksi gerakan oleng kapal dalam arah sumbu X.

            Persyaratan yang harus dipenuhi adalah melintasi satu lajur yang sama, dengan arah berlawanan, melintasi dasar laut relatif datar, menggunakan kecepatan sama serta pancaran terluar yang overlap digunakan untuk koreksi (Sasmita, 2008).

a.             Kalibrasi Positioning Time Delay

          Waktu delay antara saat pengukuran sonar dan saat GPS melakukan pengambilan data maka diperlukan pengecekan sinkronisasi waktu dalam post processing. Waktu delay tersebut digunakan untuk mengoreksi keterlambatan waktu GPS (time delay positioning). Time delay dapat dikatakan akurat jika dideteksi sampai ke 10-50 msec. Time delay antara system positioning (X, Y, Z) dan MBES merupakan parameter yang penting. Umunya time delay ini memiliki nilai antara 0.2-1 s yang menyebabkan kesalahan posisi yang hal tersebut bergantung pada kecepatan kapal (Handbook of offshore survey, 2006).

          Waktu delay juga akan mengakibatkan kesalahan roll, yang sangat mempengaruhi orientasi berkas yang luar. Akselerasi-akselerasi horizontal ini juga dapat mempengaruhi pengukuran-pengukuran HPR (Heave, Pitch, Roll), yang akan mengakibatkan kesalahan di dalam pengukuran-pengukuran kedalaman.a.     

    Kalibrasi Profil Cepat Rambat Akustik

                        Kecepatan suara merupakan faktor yang sangat penting dalam survei batimetri. Hal ini disebabkan kecepatan suara dalam air memiliki nilai yang tidak selalu sama untuk setiap wilayah sehingga langkah awal untuk melakukan pemetaan dasar laut (Marine mapping) adalah melakukan perhitungan terhadapkecepatan suara di wilayah tersebut. Pengambilan data kecepatan suara dapat dilakukan menggunakan CTD.

                        CTD (conductivity, Temperature, Depth) adalah instrumen yang digunakan untuk mengukur karakteristik air seperti suhu, salinitas, tekanan, kedalaman, dan densitas. Pada prinsipnya teknik pengukuran pada CTD ini adalah untuk mengarahkan sinyal dan mendapatkan sinyal dari sensor yang mendeteksi suatu besaran.

Gambar II.9 CTD Instrument

Kapal melewati jalur survei (minimal sebanyak dua kali) dengan relief dasar laut yang relatif datar kemudian pada masing-masing titik dilakukan pengambilan data salinitas, suhu, tekanan dan kecepatan suara menggunakan CTD (Sasmita, 2008). Data kecepatan suara yang didapatkan dimasukkan kedalam sistem yang digunakan untuk perekaman data. Tujuan dari pengambilan data kecepatan suara ini adalah untuk mendapatkan waktu tempuh gelombang suara yang akurat, sehingga akan dihasilkan nilai kedalaman yang akurat (Hasanudin,2009).

 a.             Kalibrasi Yaw

          Yaw adalah gerakan kesamping pada kapal disekitar sumbu Z. Salah satu sebab gerakan ini adalah tekanan berbeda pada badan kapal. Persyaratan yang harus dipenuhi adalah melintasi dua jalur yang sejajar dengan spasi 2 (dua) kali kedalaman, dengan arah yang sama, melintasi kedangkalan yang bergradien tajam, menggunakan kecepatan sama serta pancaran terdalam yang overlap digunakan untuk koreksi.

            Tes ini terdiri dari suatu survei yang kecil beberapa bentuk yang kemudian dievaluasi untuk melihat kekonsistenannya dan lalu mengkoreksinya. Uji dilakukan dengan cek yang akhir dari offset-offset dan penyimpangan-penyimpangan untuk memverifikasi apakah data tersebut telah sesuai persyaratan-persyaratan ketelitian untuk survei.

a.             Kalibrasi Gyro

          Kalibrasi Gyro bertujuan untuk mengoreksi adanya kesalahan sistematik dari alat kompas giro (Gyro Compass) serta untuk mengoreksi penyimpangan haluan kapal (track).