The Effects of Tropospheric Bias on Deformation Monitoring of MT. Guntur using GPS Survey Method

1 Pendahuluan

Letusan gunung api umumnya bersifat sangat merusak, baik untuk lingkungan alam maupun manusia, dan kerugian material maupun non-material yang ditimbulkan umumnya sangat besar dan sulit untuk dikuantifikasi. Karena dampak letusan gunung api yang besar tersebut, para vulkanolog telah banyak berusaha mempelajari dan meneliti sebab dan mekanisme aktivitas gunung api dalam rangka meningkatkan pemahaman terhadap fenomena gunung api dan juga

dalam rangka membangun metode prediksi letusan gunung api yang dapat diandalkan.

Banyak sensor dan metode yang telah digunakan untuk memantau aktivitas gunung api, seperti metode visual, metode seismik, metode termal, metode kimia gas, metode penginderaan jauh, dan metode deformasi. Salah satu metode yang cukup efektif, di samping metode seismik yang umum digunakan, adalah metode pengukuran geodetik terhadap deformasi horizontal dan vertikal dari zone gunung api tersebut. Dalam hal ini pola dan kecepatan deformasi permukaan tersebut dapat

digunakan untrrk ir:clg,-l:.'gkapkan karakteristik aklirritas magmatik guriLrng api 1'ang bersanghrrtan (lokasi dan pusat tekanan), dan seiilnjutrya dapai dirnanfaatkan untuk rnemprediksi leitisan ;.'.linring api serta perkiraaan volume muntahannl'a. Dal:rln konteks pemantauan deformasi gunung ;rpi, sirliih salu metode yang dapat digunakan adalah rnel;rde: srirvei GPS yang dilakukan secara periodik.

Pernantauan defonnasi guilung api dengan rnetode survei GPS pada prinsipnyn dapat drjelaskan sebagai berikut. Pada rnetode ini beberapa monumen yang membentuk suatu kerangka (aringan) yang tersebar pada tubuh gunung api I'ang bersangkutan serta daerah sekitarnya, ditentukan koordinatnya secara teliti dengan menggunakan rnetode sun,ei GPS, relatif terhadap stasion referensi yang ditempatkan pada lokasi 1,ang slabil di luar zone dcformasi gunung api ),ang bersangkutan. Koordinat -farlg teliti dan titik-titik kerangka GPS tersebut ditentukan secara episodik (berkala) dengirn interval u'aktu tertentu. Dengzin mempelajari pola dan kecepatan perubahan vektor koordinat dari titik-titik tersebut dari rvaktu ke rvaktu, maka karakteristik deforrnasi dari gunung api dapat dipelajari, seperti yang cliilustiasikan pada Garnbar l. Karakteristik deforrnasi dari gunung api. baik dalanr arah horizontal rnaupun vertikal. selanjutnya dapat digunakan sebagai salah satu data rnasukan untuk mempelajari karakteristik aktivitas gunung api tersebut.

Pada pemantauan deforrnasi gunung api dengan metode survei GPS, untuk rnendapalkan inforrnasi defonnasi yang andal, ketelitian posisi titik sampai level rnm sangat diharapkan, terutaula dalaur pernantauan gunung api yang sedang 'bangun kernbali dari tidurnya', yang tingkat deformasinl'a urrdrnfl)'a relatif kecil. Untuk mencapai tingkat ketelitian 1'alg tinggi, maka kesalahan dan bias yang dapat rnengurangi ketelitian dalanr

penentuan posisi dengan satelit GPS harus dielirninasi atau direduksi.

Salah satu kesalaltan dan bias yang lnempengaruhi data pengamatan satelit GPS adalah yang berkaitan dengan medium propagasinl,a lAbiclin, 19951, yaitu bias ionosfer dan troposfer. Bias-bias ini tidak rnungkin dihindari karena dalarn perjalanannya dari satelit ke pengamat di burni, sinyal GPS hams rnelalui medium ionosfer dan troposfer.

Pada kasus penlantauan deformasi gunung api dengan metode survei GPS, karena jarak antar- baseline urnumnya relatif pendek, maka bias ionosfer umumnya tidak terlalu rnenjadi masalah karena dapat dielirninasi secara efektif dengan mekanisme pengurangan data. Apalagi kalau receiver GPS tipe geodetik dua-frekuensi digunakan, maka efek bias ionosfer ini akan dapat diminirnalkan lebih lanjut. Untuk bias troposfer. karena adanya perbedaan tinggi yang relatif besar dan variatif antara titik-titik dalaln jaringan, maka efek kesalahan bias troposfer tidak sepenuhnya dapat direduksi dengan proses pengurangan data (differencing). Di samping sinyal GPS ke setiap titik rnelalui tebal lapisan troposfer 1'ang berbeda-beda, kondisi meteorologis yang bcrbedabeda di setiap titik juga akan menyebabkan adanya residu (sisa) bias troposfer yang cukup berarti pada data GPS dan dapat diharapkan besarnya akan bervariasi dari titik ke titik. Ilustrasi kedua fenonrcna di atas diberikan pada Garnbar 2. Residu (sisa) bias troposfer yang variatif ini hanrs dikoreksi agar tingkat ketelitian yang dituntut oleh sistem pernantauan deformasi gunung api dapat tetap tercapai.

Pada makalah ini akan dibahas efek bias troposfer pada penlantauan deformasi gunur)g api seperti yang dijelaskan di atas. Pembahasan akan didasarkan pada hasil pengolahan data dari tiga kali survei GPS untuk

Gambar 1 Pemantauan deformasi gunung api secara episodik dengan menggunakan metode survei GPS.

pernantauan deforrnasi G. Guntur di daerah Gamt. Jan'a Barat. Dalarn hal ini efek bias troposfcr pada besarnya pergeseran titik, yang mempakan salah satu paralneter penting dalarn analisis deformasi, akan ditunjukkan dan dibahas, terrnasuk efeknl'a terhadap ketelitian nilai pergeseran. Di samping itu, beberapa kesimpulan dan saran juga akan diberikan.

Sebagai latar belakang pembaltasan berikut ini akan dijelaskan secara singkat efek bias troposfer pada data pengamatan GPS serta karakteristik gunung api Guntur di kal'asan Garut yang merupakan oby'ek penelitian ini.

2 Bias troposfer

Sinl'al dari satclit GPS unluk sampai ke antena ltarus rnelalui lapisln troposfer. r'aitu lapisan atrnosfer netral yang berbatasan dengan permukaan bunri di ntana ternperaturnenunrl dcngan nrernbesarnl'a kelinggian. Lapisan troposfer ini rnernpunyai ketebalan sekitar 9 sarnpai l6 km. tergantung padi ternpat dan u'aktu. Ketika rnelalui lroposfer sinl'al GPS akan rnengalami refraksi, 1'ang menl'ebabkan penrbahan pada kecepatan dan arah sinl,al GPS. seperti 1'ang dirlustrasikan pada

Gambar 2 Efek Bias Troposfer pada Survei GPS di Kawasan Gunung Api

Gambar 3. Pembahan kecepatan dan arah sinl'al ini selanjutnya akan mempengamhi ketelitian hasil ukuran jarak ke satelit GPS.

Pada frekuensi sinl'al GPS (di barvah 30 GHz). magnitude bias troposfer tidak tergantrnlg plda frekuensi, dan oleh sebab itu besarnla tidak dapat diestimasi dengan pengalnfltan pada dua frckucnsi. Patut dicatat di sini balrn'a kcdua jenis data ukuran jarak dengan GPS, yaitr.r pseudoronge dan fase. kcdua-duan1'a diperlarnbat oleh lroposfer, dan besarnl'a nragnitLrdc bias troposfer pada kedua data penganratan tcrscbut adalah sama. Dengan kata lain kedua jarak tcrsebut akarr diperpanjang oleh lapisan troposfcr. schingga terdapat apa yang urnnm dinarnakan bias trolroslcr. Bcsarnva bias troposfer ini bcrkisar sckitar: 2,3 nr di arah zcnitlr sarnpai r 20 m pada l0 di a(as horiz.on. tcrganlrrng pada telnperatur, tckanan. dan kelcnrbaban udara di sepanjang lintasan sinl'al dalarn lapisan troposfcr.

Bias troposfer biasan.r'a dipisahkan urcnjacli korrrponcrr kerrng (= 90oh dari bias total) dan kornponcn baslrlr. Dengan lnenggunakan urodcl troposfcr (scpcrli rrroclcl Hopfield, Sastarnoincn, Marini) scrta dala ukuran rneteorologi (ternpcratur. tckanan, dan kelcnrbaban) di pernrukaan burni, nragnitude komponen kering bias troposfer biasanl'a dapat dieslirnasi sanrpai ketelitian r lY,.

Magnilude kornlronen basah. yang tenltarna tergantung pada kandungalr rrap air sepanjang lintasan sint,al. biasanya lcbih sulir dicstirnasi secara teliti daripada data pcngantatan urctcorologi di pcrnrukaan bun.ri. Dcngau nrenggunakan data urctcorologi di perrnukaan bunri. rnagnitudc kciurponen basah ini biasanl'a hanya bisa diprcdiksi sanrpai dcngan ketclitian = 3 - .l cnt |1,'ells et o/.. 19861. Untuk ntcndapatkan kctclitian yang lebih brik dapat digunakan pcralatan W\G. [larer l,'apour I?oclionrelerl rang dapat nrengukur kandungan uap air scpanjang lintlsan sinral Akan tctapi. instnrrnen ini cukrrp rnalral harganva. ukrrranuva cLrkup bcsar, dan luga cukrrp bcrat.

Ditlarn kontcks pcncntuiur posisi atau sun'ci dcngan CPS. ada bcbcrapa cara vang dapat diterapkan untuk rncrccltrksi bcsarnl a cfck troposlcr. t'aitrr:

• . Lakrrkarr dif,fare ncing lursil pengalnatln,
• . Perpcndck pan jang ho.selitta.

Gambar 3 Ltek tioposlr terfradap sin;,al GPS.

• o Usahalian kedua stasron pengalnat bcrada pada ketinggian scrla kondisi rnetcorologis 1'ang relatif salna.
• . Gunakan rnodeI koreksi stantlar troposfcr scpcrli model l{opfield dan Sastarncrinen.
• . Gunakan nrodel korcksi lokal troposfer.
• . Gunakiin pe ngatn?rtan Wirter Vapour Radiometer (W\R) untrrk rnengcstirnasi bcsarnl'a kornponen basah.
• o Estimasi besarn;'a pararnclcr bias troposfer. biasanl'a dalarn bentuk zenith scule .foctor untuk setiap titik dalarn jaringan
• . Gunakan pararneter koreksi yang dikiritnkan olch sistem lt'ide Area Differel?/lol GPS (WADGPS).

Dalam operasionalisasinl,a, bcberapa teknik peredLrksian bias troposfer di atas dapal drterapkan sekaligus secara simultan. Perlu dicataf di sini bahu'a untuk rnodel koreksi standar troposfer. besarnl'a bias troposfer dihitung deng.rrr rilenggrruakan data teulpcralur, tekanan, dan kelenrbaban udara yang diukur di perrnukaan bunri, yaitu di titik-tilik pengarnatan GPS. Dalam hal ini dikenal beberapa model standar troposfer, antara lain mode IEsscn-Froome , Hopficld. Sastamoinen. Black. Ir'{arini. Penjelasan 1,ang lebih lengkap meugenai rnodcl troposfer 1'ang digunakan dalarn studi ini dapat dilihat di [Seeber, 1993).

3 Gunung Cuntrrr, Garut, Jnwa Barat

Obyek penelitran pernantluarr dcfornrasi grrnung api dengan GPS ini adalah G. Gunlur di daerah Ganrt, G. Guntur adalah gunung api slrilto andesitik 1'ang terletdk beberapa km dari kota Ganrt dan sekitar ,10 ktn dari Bandung ke arah tenggar?r (lihat Gatnbar 1). G. Gutttur adalah nama sebuah puncak dari sekelornpok gunung vang nruncul di atas tiga daerah dataran tinggi, terletak sebelah barat dataran aliran Cirnanuk, Gunung ini rnerrrpunyai ketinggian 2219 t'n di atas penrtukaan laut. I -550 rn di atas dataran sungai Cimanuk. Secara geografis Gunung Gtrntur berlokasi pada lintang : 07'' 09' 08" S dan bujur : 107" 50' 57" T. Seperti terlihat pada Gambar -1. di sekitar Gturung Guntur juga terdapat gunung api lainnya seperti Papandal'an, Cikuray, dan Galunggung. Bentuk fisik Gunung Guntur sendiri ditunjukkan pada Ganrbar 5.

G. Guntur dipilih sebagai obyek perrelitian karena tennasuk gunung api aktif kelas-A, u'aktu 'istirahatnya' relatif sudah laura (sekitar 150 tahun), dan lokasinya y,ang relatif dekat dengan perrnukirnan penduduk (kota Ganrt dan sekitarni'a).

Gunung Guntur dibangun oleh hasil enrpsi eksplosif rnaupun efusif vang benrpa born vulkartik. lapili, pasir, hingga abu. auan pauas dan leleran lava. Gunrrng ini nrenrpakan sebuah puncak aktif dari kompleks gunung Guntur - Gandapura ),ang terdiri atas beberapa kerucut enrpsi tua. Pada zaman pcnja.jahan Belanda, G. Guntur kerap meletus. Berdasarkan laporan, antara tahun 1800 sarupai 1847 tercatat tidak kurang dari 2I letusan lDirektorat llulkanologi, 19191, seperti )ang ditunjukkan pada Tabcl l. Letusan itu benrlang-ulang dalarn ternpo pcndek. berlangsung paling Iarna 5 sarnpai l2 hari. Ada kalanya terjadi berselang-selang antara l, 2. dan 3 tahun dan ada kalanl'a lefusan terjadi setelah rnasa bcrhenti 6 dan 7 tahun.

Letrrsan gunung Guntirr pada. urrtrrrnnl'a dibafengi dengan senlbtiran lava pUar. borh rulkanik. lapili dan eflata l4irtnya kernudiarr. distrsui dcngan aliran lava pi.iar. Pada letusan 1840 teriadi aliran lava )'ang berbenttlk sepatu 'boot' di atls Cipanas Bahava kcdrra atau balral'a sekunder dari lctusan Gunung Guntur

Gambar 4 Lokasi Gunung Guntur (dari Katili and Sudradjat, 1984)

Gambar 5 Gunung Guntur, Garut, Jawa Barat adalah lahar hujan dan bisa teUadi selama bcberapa bulan atau beberapa lahun setelah letusan terakhir. bila endapan bahan lepasnya (piroklaslik) beluru padat. Lahar jenis ini terbcntuk oleh air hu.lan lebat 1'ang menggerakkan endapan bahan lepas di bagian atrs lEreng gunung,

Sejdk 1847 hingga kini ticlak dilaporkan kegiatan lEtuian lagi. Karena sudah cukirp lama 'berlstiralnl', saat ini G, Guntur rnertdapatkan pcrhatiart yaiig cukitp besar dafi Diiektorat Vulkarrolosi. karena kalau tcriadi

letusan. letusan tersebu( dapat benrpa letusan yang {ahs1'at. Mcngingat ban)'aknya penduduk yang bennukirn di sekitar G. Guntur maka pemantauan al<tivitasnl'a hanrs dilakukan secara baik dan berkelanjtrtan. Menunrt lll/idaningsi h, 19951, ada sekitar 274.65'l penduduk yang hidup di daerah bahaya Gunung Guntur (1'aitu Kecarnatan Tarogong. Snmarang. and Banlrrresrni), dtn sekitar I18.578 pendudirk j'iing hidup di daerah rvaspada. r,aitu di Kecarnatan Leles and Kadungora.

I

I

Tabel 1 fdi(riiOti.,,.jt:: ;11 i1,:1r,y- GtlrLIlg G|i':./tur lDirektOrat Vulkanologi,l9l':)!.

Patut juga dicatat di sini bahrva meskipun Gunung Guntur ini nampakn)a scdang 'be ristirahat', scbenarnya

dia tetap aktif. Ini ditunjul<kan dcrigan tetap adan),a genrpa tektonik lnaupun \''ulkanik )'ang tercatat di kau,asan gunung ini Garnbar 6 rnenunjukkan jurnlah gelnpa tektonik dan r,llkanik lang tercatat selanra ini tli Pos Pengamatan Gunung Gunlrrr.

4 Studi kasus, hasil, dan pembahasan

Studi kasus pelnantauan deforrnasi gunung api dengan ruretode survei GPS dilaksanakan di gunung Gun(ur, Ganrt, Jau'a Barat. Studi penelitian ini lnerupakan kerjasama antara Junlsan Teknik Geodesi ITB dengan Direktorat Vulkanologi, Deptanrbcn, dan dibiayai olch dana penelitian Hibah Bersaing V dan Direktorat Pendidikan Tinggi, Depdikbud. Dalanr hal ini. lokasi dan distribusi dari titik-titik jaringan pemilntau defonnasi G. Guntur dcrrgan GPS ditunjukkan pada Garnbar 7.

Titik-titik dalarn jaringan nrernpun)'ai ketinggian )ang cukup variatif, sepeni dilunjukkan pada Gambar 8. Dari gambar ini terlihat bahrva terdapat perbedaan kctinggian sebcsar kira-kira 1200 rn antara titik di puncak G, Guntur dengan titik-titik 1'ang berada di kakinya. Perbcdaan ketinggian )'ang relatif besar rni akalr rnenvebabkan cfek bias troposfer tidak bisa dielirninasi hanva dengafr pen$rrangan data (dota differencing) seperli yang telah drlclaskan scbe lurnnva.

Gambar 6 Jumlah Gempa Tektonik dan Gempa Vulkanik G, Guntur.

Sunei GPS untuk pernantauarr deformasi G. Guntur telah dilaksanakan selarna ernpat kali dengan selang waktu antarsun'ei bcrkisar antara 3 satnpai 4 bulan, seperti yang ditunjukkan pada Tabel 2, Setiap kali survei umumnya nlernerhlkan u'aktu pengalratan sckitar' 4 hari. Pada pcnganratan satclit GPS, bcsarrrla nra:k ongle )'ang digunakan adalah 15". inten'al drla pengamatan untuli pcrcl(anran adalah 30 dctik. dan lartta

pengamatan untuk setiap sesi adalah 4 sarnpai 5 jarn. Dalarn mnkalall ifli liarrla akart dibalras efek bias troposfer iieng,rr, nrenggurrakiln datR dari tign strn'ei GPS tang, pennffi,l. Analisis defdrmnsi yang diperoteh dari dnta lieirtrpat survei CPS iersebut dapat dililrat di l.4hidin etal., 19971.

I

Gambar 7 Jaringan Pemantau GPS di G. Guntur

Gambar 8 Variasi ketinggian titik-titik jaringan pemantau G Guntur

Tabel 2 Pelaksanaan Survei GPS di G Guntur

4.1 Stutii tcrhlditll cl'cli llias troposl'cr

Dengan menggunakan data dari tiga survci GPS di G. Guntur di atas, akan dilihat efck bias troposfcr tcrhadap nilai beda koordinat. rtilai rnts kotttponctt koordinrtt. dan paqiarig baseline f ilng diperoleh. Efek bias troposfer ini dipelajari dcngan rncrnbandingkan hasil yang diperoleh dari hitung pcrata$rl .iaring CPS dengan dan tonpa rurelakukan eslinlnsi dair koreksi tcrhndup bias troposfer. Dalaut hal ini cligunakan pcrangkat lunak Bernesse ,1.0

[Rothacher and Mervart, 1996] untuk mempelajari efek bias troposfer tersebut.

Dengan perangkat lunak Bernesse 4.0 ini, efek bias troposfer dapat diestimasi besarnya atau diabaikan sama sekali (tidak diestimasi). Dalam kasus pengestimasian besarnya bias troposfer, ada beberapa pilihan yang dapat digunakan, yaitu:

• Model apriori yang digunakan untuk penentuan nilai awal bias troposfer: Essen-Froome, Hopfield, atau Saastamoinen. Penjelasan dan formulasi matematis ketiga model tersebut dapat dilihat di [Seeber, 1993].
• Data temperatur (T), tekanan (p), dan kelembaban udara (e) yang digunakan : data dari pengukuran lapangan atau data yang dihitung dari model atmosfer standar [Seeber, 1993].

Penentuan koreksi terhadap model apriori: dilakukan atau tidak.

Dalam studi terhadap efek bias troposfer ini, penentuan koreksi terhadap model apriori selalu dilakukan, kecuali jika kasus bias troposfer tidak diestimasi. Konfigurasi pilihan yang dilakukan dalam penelitian efek bias troposfer ini diberikan pada Gambar 9.

Seperti yang telah disebutkan sebelumnya, dalam penelitian efek bias troposfer ini digunakan data dari tiga survei GPS dari jaring pemantau deformasi G. Guntur. Dalam hal ini data baseline yang digunakan dari masing-masing survei tersebut ditabulasikan pada Tabel 3, berikut keadaan cuaca pada saat pengamatan.

Gambar 9 Konfigurasi pilihan dalam pengestimasian bias troposfir yang dilakukan dalam penelitian ini.

Dalam penelitian ini, efek bias troposfer dilakukan dengan membandingkan hasil pengolahan data yang diperoleh tanpa mengestimasi bias troposfer dengan hasil yang diperoleh dengan mengestimasi bias troposfer. Pengolahan data di sini mencakup pengolahan baseline dan perataan jaringan.

Perlu ditekankan di sini bahwa dalam survei GPS, karena penentuan posisi titik dalam jaringan dilakukan secara relatif, maka efek bias troposfer yang paling berpengaruh adalah efek relatifnya, yaitu perbedaan nilai bias troposfer antara sesama titik dalam jaring GPS. Dan besarnya efek relatif ini akan sangat tergantung pada perbedaan kondisi meteorologis serta perbedaan ketinggian antara sesama titik.

4.2 Efek pada koordinat titik

Seperti yang telah dijelaskan sebelumnya, bias troposfer akan memperpanjang jarak ukuran ke satelit GPS. Akibatnya, koordinat titik pengamat pun akan dipengaruhi oleh bias troposfer ini. Mengingat efek bias

relatif troposfer yang tidak sama untuk setiap baseline dalam jaringan, maka dapat diperkirakan bahwa tidak hanya komponen vertikal yang dipengaruhi; tapi komponen horizontal dari koordinat akan dipengaruhi.

Tabel 4 menunjukkan efek pengabaian bias relatif troposfer pada komponen vertikal dari koordinat. Hasil ini diturunkan dengan menggunakan Leles sebagai titik acuan (referensi). Dari tabel ini terlihat bahwa efek bias relatif troposfer pada komponen vertikal koordinat dapat mencapai level beberapa mm untuk survei-1 dan survei-3, dan bahkan beberapa cm untuk survei-2. Seperti yang diperkirakan, bias relatif troposfer mempunyai efek terbesar untuk titik Puncak yang ketinggiannya relatif lebih tinggi dibandingkan dengan titik-titik lainnya. Di samping itu, untuk survei-2 yang dilaksanakan pada saat kondisi cuaca yang relatif lebih buruk dibandingkan dengan kondisi cuaca dari survei-1 dan survei-3 (lihat Tabel 3), esek bias troposser ini juga terlihat lebih besar dibandingkan dengan efeknya pada survei-1 dan survei-3.

Dari hasil 1'arrg diberikan pada 'fabel 4 juga Ilenarik untuk dicatat bahrva untuk utodel troposfir apriori 1'ang berbcda dan juga unluk cara ntendapatkan data temperatur. tekanan, dan kelentbaban 1'ang berbeda (pengarnatan alaupun perhitungan), hasil yang diberikan selalu san'la, selarna koreksi terltadap hasil perhitungan dari model apriori juga diestirnasi dalarn proses pengolahan data. Dengan kata lain, dengau menggunakan perangkat lunak Bernesse 4 0 yang dapat lnengestirnasi paranrcter troposfer, rnaka untuk kasus jaringan GPS di G. GuntLrr ini jeuis rnodel troposfer apriori y'ang akan digunakan rnaupun perlu tidaknya pengukuran data metcorologi di lapangan. bukanlah isu yang krusial.

Efek bias troposfer juga nrernpenganrhi kourponen horizontal dari koordinat, baik dalam arah utara (dU) rnaupun ar:rh tirnur (dT), scperti yang dituryukkan pada Tabel 5. Pada tabcl ini, nrengingat hasil y,ang diberikan oleh setiap rnodel relalif sarna, seperli halnya dalarn kasus kourponen verlikal (d9, rnaka hanva digr.rnakan nilai dari satu rnodcl, \'aitu Saaslauroinen (P), scbagai pernbanding untr,rk rnenun jukkan cfck bias rclatif troposfer pada kornponcn horiz-ontal koordinat tilik. Menarik juga uiituk dicatat dari Tabel 4 ini baluva untuk beberapa titik dalam laringan. efek bias relalif troposfer pada komponen horizontal dapat lebih besar dibandingkan dengan efeknl,a pada komponen verlikal. Dari Tabel ini juga terlihat bah*'a bcsarnl'a efek bias

relatif troposfer terhadap koordinat titik, di sarirping rnernpunl'ai variasi spasial dari titik ke titik, juga rurenrpuuyai variasi teurporal dari suryei ke sun,ei.

,1.3 Efek p:rdl pcrgcsemn titik

Pada pemantauitn deformasi gr.rnung api dengarr metode sun'ei GPS 1'ang dilakukan secara benrlang, perubahan koordinat titik-titik dari suatu survei ke Surr'€i selanjutnya adalah infornrasi yadg sangat penting untuk rnenrpelajari karakleristik deformasi gunrrng afri tersebut. Untuk urendapatkan karakteristik defonnasr yang benar dan andal. rnaka informasi tentang penrbahan koordinat yang benar dan andal pun haruslah digrrnakan. Dalarn hal ini pengabaian efek bias relatif troposfer dapat rnengakibatkan infonnasi perubahiin koordinat 1,ang diperoleh rnenjadi tidak benar, dan akibatnl'a karakteristik deforrnasi yang selanjrrtnl,a diturunkan pun nrenjadi tidak benar pula.

Garnbar I0 rnenunjukkan besarnya efek bias relatrf troposfer terhadap nilai pembahan komponen koordinaf dari sun'ei ke sun,ei. Grafik pada Gambar i0 ditunrnkan bcrdasarkan data 1'ang diberikan pada Tabcl 5. Dari garnbar ini terlihat bahu,a pengabaian efek bias relatif troposlcr nrengakibatkan terjadin)'a kesalahan pada infonuasi penrbahan koordinat, r,ang besarnl,a secara umum pada level beberapa mrn dan bahkan unluk stasion Puncak rnencapai level l-2 crn.

Ganrbar 10 Perbedaan nilai perubahan koordinat antara dua survei (dalam mm) antara nilai tanpa estimasi troposfer dengan nilai ciengan estimasi : Saatamoinen (P).

4.{ Efcl< pada niliri RMS

Efek bias relatif troposfcr tidak hanl'a rrrcnrpcuganrhi ketelitian konrponen koordinat. tapi iuga tingkat presisi komponen koordinat itu scndiri. Ini ditunlukkan pada Tabel 6, )'aitu untuk konrponen vcrtikal. di nrana tingkat presisi ditandai dengan variabel rnrs (root nteotl squares). Dari tabel ini terlilrat bahrva dengan mengestimasi bias troposfer. nilai rrns dari kornponcn vertikal koordinat dapat ditekan dari level bcbcrapa ntur

(dan bahkan dalanr kasus terlentu dari level betrerapa crn) ke level lebih baik dari satrr rnrn.

Dari Ganrbar ll juga terlihat balrrva cfek bias relatif troposfer terhadap rtilni rrns dari kourponen r.,ertikal koordinat rnetupunlai variasi spasial dan rariasi tenrporal 1,ang berkisar anlara beberapa nun sarnpai bcberapa crn

Tabel 3 Base/ine yang digunakan

Tabel 4 Perbedaan nilai komponen vertikal koordinat toposentrik (dalam mm) antara nilar tanpa estimasi troposfer dengan nilai dengan estimasi.

Tabel 5 Perbedaan nilai komponen koordinat dari koordinat toposentrik (dalam mm) antara nilai tanpa estimasi troposfir dengan nilai dengan estimasi : Saatamoinen (P).

Tabel 6 Perbandingan nilai rms komponen vertikal koordinat toposentrik (dalam mm), antara solusi tanpa estimasi troposfer dan solusi dengan estimasi troposfer.

Berkaitan dengan komponen horisontal, pengestinrasian bias troposfer juga secara urnum akan rnernperbaiki nilai nns dari komponen horizontal yang diperoleh. Ini ditunjukkan dengan hasil yang diberikan pada Tabel 7, yang menrpakan selisih antara nilai nns tanpa koreksi troposfer dan nilai rnls yang diperoleh dari pengolahan data dengan pcngeslirnasian bias troposfer menggunakan rnodel Saaslamoincn (P). Perlu dicatat pada tabel ini bah*'a dalam beberapa kasus, pengestirnasian bias troposfer rnalah rnemperbumk nilai nns dari komponen horiz-ontal. Mengingat ini tidak terjadi sama sekali dalam kasus kornponen vertikalnya. rnaka penyebab anornali tersebut kernungkinan bukan terkait dengan pengestimasian bias troposfer, tapi pada sumber kesalahan lainnya yang bersifat lokal, misalnya ntultipath.

Gambar 11 Nilai rms komponen vertikal dari koordinat (anpa estimasi troposfir).

Tabel 7 Selisih nilai rms komponen horizontal, antara solusi tanpa estimasi lroposfer dan solusi dengan estimasi troposfer menggunakan model Saastamoinen (P)

4.5 Efck pada pnnjangbaseline

Karena efek bias rclatif troposfer rnclnpenganthi korrrponen koordinat, baik dalarn . arah ltorizontal maupun vertikal, rnaka panjitrtg haseline antarlilik ptrn akan dipenganrhi. Tabcl 8 ntcrnbcrikatt contolt efck pengabaian bias relatif troposfer tcrhadap plniang baseline dari titik Pos ke titik Puncak 1'ang tncrttptrttvai perbedaan tinggi sekitar I300 nteter. Di sini tcrlihat balrn'a tanpa korcksi troposfer, panjang baselinc dapaL benrbah sarnpai sekitar I cnr dibandingkan dengan kalau koreksi lroposfer diaplikasikan.

Dari hasil tersebut dapat disilnpulkan baltu'a seandainl'a analisis defonnasi dilakukan berdasarkatt pcrubahan panjang baseline dalarn jaringan. rnaka hasil analisiS

dcfornrasi yang diperolelt akan rnenjadi tidak benar, seandain),a bias relatif troposfcr tidak diestimasi dalam pcngolahan data.

5 Kesimpuliln dfln snran

Dari studi terhadap efck bias troposfer dalarn pcnlanlauan dclormasi G. Guntur dengan metode survei GPS. ada bcbcrapa kesirnputan yang dapat diambil serta saran )'ang dapat diberikan. v.1ng dijabarkan dalarn butir-bulir berikut ini.

Tabel 8 Variasi panjang baseline (dL) antara Leles dan Puncak (L= Panjang Baseline dalam mm)

• Dalam jaring GPS untuk pemarltauan deforrnasi gunung api yang titik-titiknyn nrernpun)'ai variasi ketinggian yang relalif besar (dalarn orde ratusall satnpai seribuan lneter), efck bias relatif lroposfer mempengaruhi kornpotren koordinat' dau ketelitiannl'a. serta panjang baseline dalanr jaringnn. Secara urnurr. urltuk sun,ci ),ang dilaksanakan pada kondisi cuaca yang rclatif baik. besarrrl'a cfck ini berkisar pada level bcbcrapa tunl. sedangkan unluk survei yang dilaksanakan pada kondisi vang rclalif buruk, besarnya cfek ini bahkan dapat mcncapai beberapa cut.
• Untuk pemantauan dclornrasi gunung api dcngan metode survei GPS yaug ruenuntut ketelitian linggi. 1'aitu pada level beberapa nlm sanlpai l-2 cm. dan titik-litik dalarn jaringan pcrnantau nlenlpunlai variasi ketinggian vang relatif bcsar. rnaka bias rclatif troposfcr hanrs dicstirrrasi.
• Karena pcrangkat lunak pcngolah data sunci CPS yang bersifat konrcrsial (scpcrti GEOLAB, GPSun,ey. dan GPPS) tidak dapat rncngcslinrasi parameter koreksi tcrhadap rnodcl apriori troposfcr yang digunakan, nraka untuk pernantauau dcfornursi gunung api yang nrenuntut kctclitian tinggi scpcrti di atas. pengolahan datany'a hanrs dilakukan dcngarr menggunakan perangkat lunak ilrnialr scpcrti Bcrnesse. GAMIT, drn GIPSY.
• Seandainya perangkat lunak ilrniah digunakan. dan koreksi tcrhadap rnodcl apriori trolroslcr )'ang digunakan dapat dicstirnasi. maka clalanr pengestirnasian bias troposfcr. utodcl apriori troposfer apa pun daprtt digunakart. Di sarnllittg itu. tarnpaknl'a lcrnperatur. tckanan. dan kclcnrbltban tidak perlu diukur di lapangart, datt cukup dilritrrng dengan rncnggunakart nrodcl slandar trolrosfcr. Meskipun hal ini r,alid untuk kasus G. Gurttur. hipotesis ini scbaiknl'a diverifikasi dcugan kasus pemantauan di gunung api lainnl'a dcngan kondisi cuaca )'ang bcrbcda-bcda.

Daftar pustal<a

• l. Abidin. H.Z. (1995). ['enentuou Po,sisi Dengon GPS dan .lnlikasinva. P.T. Pradnva Paraurita. Jakarta. ISBN 979--t0g-:Zl-l l()() hal.
• 2. Abidin.H.Z.. O.K, SLrganda, M.A. Kusunra. I Mcilano. B. Setl'adji. D. Muhardi. R. Suklrl'ar. J. Kahar. T. Tanaka ( I 997) "Monitoring tlre Dcfonlatiou of Guntur \/olcano (West Java. lndoncsia) Using CPS Sun'ev Mcthod: Status and Fttlttre Plau." l'roceedings o.f Jnternalional S.vntposiunr on l\'otrtrol Di.sa.stcr Precliction ctnd ,\litigotion. Kloto. Dcccnrbcr l--i. pp. 8l - 88
• 3. Banks. N.G.. R.l. Tilling. D.H. Harlorv. and J.W. Eucrt (1989). "Volcalro nronitoring and short tenn forccast." ln Volcanic Haz-ards (cd. R.I. Tilling). Aurcricirn Gcophvsical Uniorr. Washinglon. D C . USA.
• 1. Dircktorat Vulkanologi (1979). Data Dasar Gunung Api Incloncsia. Catalogue of Refcrcnccs orr Incloncsian Volcartocs uith Eruplions in Historical Tirtic. Dilcktorat Jcn(lerill Pcrtilnlbiurgan Unrrrnr. Dcpltrlcntcrt Pcrlanrbltngart dau Energi 820 halaman.
• -5. Kahar. J.. T. Taurka. I. Mrrrala. S. Suparka. F. Kirnata. S. Okubo. K. Nakanrura. K. Prijatna. P. l\'fcntosuntitro. B Sctlad.ji. S. Miura. K Villanucva. Karrrtono. A. Suu'andito. and Sudarrnan (1993)."4;/',S ('anrpoign .fitr Crtr,stal Defornrotiott )loniloring in Il'c.rl .Jovo. Inclonc.sia ()992-1993)." Procccdirrgs ofThc Eiglrl Irrlcrnaliorral Slrrrposrurn on Rcccnt Cnrstal Molcnrcnt Sl rnposiLrnr. Kobc. Dcccrnbcr6 - I l. pp +3 - 16.
• (t Katili J.A and A. Sudracljat (198-l). Golunggrrng: 'l'he 1982- | 9ti.7 l:'rtrption. Volcanological Srrno' oI Inclortcsia, Bitrtclrrtrg, l{)2 pp
• 7. Katili. J.A and S S. Sisu'orvid.io.jo ( 1991). Pcntottlctuon (iunttns opi di l;ilipina clon Incloncsia. lkirtitn Ahli Gcologi Indortcsia (IAGI). ISBN: 979- 812f,-{)-5-6 321 h + rii.

• 8. Leick. A. (1995). GPS Satellite Surveying. John Wiley & Sons. Second edition. New York: ISBN 0-471-30626-6. 560 pp.
• 9. McGuire B., C.R.J. Kilburn, and J. Murray (Eds) (1995) Monitoring Active Volcanoes. UCL Press Limited, London, 421 pp.
• 10. Rothacher. M. and L. Mervart (Eds.) (1996). Bernesse GPS Software version 4.0. Astronomical Institute. University of Berne. September. 418 pp.
• 11. Scarpa. R. and R.I. Tilling (Eds.) (1996). Monitoring and Mitigation of Volcano Hazards. Springer Verlag. Berlin. 841 pp.
• 12. Seeber, G. (1993). Satellite Geodesy: Foundations, Methods, and Applications. Walter de Gruyter, Berlin. ISBN 3-11-012753-9, 531 pp.
• 13. Suantika. G. O. K. Suganda. M. Iguchi. K. Ishihara (1997). "Hypocentral distribution and focal mechanism of volcanic earthquakes around Guntur volcano. West Java. Indonesia." Proceedings of the 22nd Scientific Annual Meeting of Association of Indonesian Geophysicists. Bandung. 16 17 October. pp. 209 212.
• Widaningsih, N. (1995). "Laporan Kegiatan Pengamatan Bahan Informasi G. Guntur." Laporan Kegiatan Provek Pengamatan/Pengawasan dan Pemetaan Gunungapi, Tahun Anggaran 1994/1995, Direktorat Vulkanologi, April.