## Analisis Data ADS-B untuk Menentukan Probability of Target Report pada Sistem A-SMGCS
I Made Astawa 1 , I Putu Ananta Yogiswara 2 , Tahar Agastani 3 , Afrias Sarotama 4
Pusat Teknologi Elektronika, Badan Pengkajian dan Penerapan Teknologi (BPPT)
Gedung Teknologi 3, Kawasan PUSPIPTEK, Serpong, Indonesia
made.astawa@bppt.go.id
putu.ananta@bppt.go.id tahar.agastani@bppt.go.id afrias.sarotama@bppt.go.id Diterima 1 Juni 2019
Disetujui 24 Juni 2019
Abstract — A-SMGCS is an airport system that is used to improve  the  efficiency  of  using  runways,  apron  and taxiways  by  maximizing  runway  capacities  in  all situations  and  weather  while  maintaining  the  required level  of  security.  One  of  the  parameters  that  becomes  a requirement in the A-SMGCS system is the Probabillity of Target Report (PTR) whose value must be greater or equal to 95% in the area maneuver with update rate of the data one second [1]. Automatic Dependent Surveillance- Broadcast (ADS-B) is one of the cooperative sensors in the A-SMGCS system. The ADS-B sensor is a receiver that is used  to  capture  ADS-B  data  from  aircraft  or  vehicles equipped with ADS-B transmitters. The amount of ADS- B data received by the ADS-B receiver and is needed for the A-SMGCS system is one of the factors that determine the Probability of Target Report (PTR). This paper will test three ADS-B receivers which will be selected for use as  a  cooperative  sensor  in  the  next  A-SMGCS development. From the results of analysis and retrieval of data  obtained  by  Radarcape  ADS-B  receiver  more suitable for the development of the A-SMGCS system.
Keywords : ADS-B Receiver, ADS-B Transmitter, A- SMGCS, PTR, Surveillance

## I. P ENDAHULUAN
Pusat Teknologi Elektronika (PTE) – BPPT sedang mengembangkan sistem A-SMGCS (Advanced- Surface Movement Guidance and Control System ). A- SMGCS  adalah  sistem  di  bandara  yang  digunakan untuk  meningkatkan  efisiensi  penggunaan  landasan pacu,  apron  dan  taxiway  dengan  mempertahankan pergerakan  di  darat  dan  memaksimalkan  kapasits landasan  pacu  dalam  segala  situasi  dan  cuaca  dengan tetap  mempertahankan  tingkat  keamanan  yang dipersyaratkan.  Blok  diagram  A-SMGCS  seperti gambar 1 yang terdiri dari empat sub-sistem sbb :

## A. Surveillance
Sub  sistem  ini  berfungsi  untuk  meningkatkan situation awareness dengan memberikan tampilan atau Human  Machine  Interface  (HMI) yang  menunjukkan posisi  dan  identifikasi  semua  pesawat  terbang  dan kendaraan yang beroperasi di area tertentu di bandara.

## B. Monitoring/Alerting
Sub  sistem  ini  berfungsi  untuk  mendeteksi  dan memberikan  peringatan  akan  terjadinya  konflik  pada landasan pacu dan apron.

## C. Route Planning
Sub  sistem  ini  berfungsi  untuk  perencanaan  rute untuk pesawat dan kendaraan.

## D. Guidance
Sub  sistem  ini  berfungsi  untuk  memberikan petunjuk pada pilot pesawat dan pengemudi kendaraan.
Ada dua jenis sensor pada sub-sistem Surveillance yaitu  sensor non-cooperative dan  sensor cooperative . Sensor cooperative adalah  sensor  untuk  memonitor posisi target dengan menempatkan suatu peralatan pada target  tersebut.  Contoh  dari  sensor cooperative ini antara  lain Multilateration ( MLAT),  Secondary Surveillance  Radar ( SSR) dan ADS-B .  Sedangkan sensor non-cooperative tidak  memerlukan  paralatan pada target. Contoh dari sensor non-cooperative adalah Surface Movement Radar (SMR), Primary Surveillance Radar (PSR) . Sensor non-cooperative bisa mendeteksi kendaraan,  pesawat  ataupun  logam  yang  ada  di landasan  pacu,  taxi  way  dan  apron  yang  bisa mengganggu penerbangan.
Pada sub-sistem surveillance terdapat bagian yang disebut  dengan data  fusion yang  blok  diagramnya seperti  gambar  2. Data  fusion ini  berfungsi  untuk menentukan  posisi  target  dari  beberapa  data  sensor. Sebuah  pesawat  atau  kendaraan  akan  mengirim  data
ISSN 2355-3286
posisinya  dan  akan  diterima  oleh  sensor cooperative dan non-cooperative .  Kedua  sensor  ini  bisa  saja menerima data posisi yang nilainya berbeda walaupun targetnya  sama.  Tugas  dari  bagian data  fusion adalah untuk  menentukan  satu  data  posisi  dari  inputan beberapa  data  posisi,  yang  akan  dilaporkan  oleh  sub- sistem surveillance .
A-SMGCS  memiliki  beberapa  persyaratan  kinerja yang  harus  dipenuhi  seperti  pada  table-1.  Salah  satu persyaratan yang harus dipenuhi adalah Probability Of Target  Report  (PTR) yang  nilainya  lebih  besar  sama dengan  95%  dengan update  rate sebesar  satu  second untuk area maneuver [1].
Tabel-1 [1] Parameter Kinerja A-SMGCS
Saat  ini  PTE-BPPT  memiliki  3  jenis  ADS-B receiver seperti gambar-3 yaitu Radarcape, SBS-2 dan SBS-3 . Tujuan dari penelitian ini adalah untuk memilih salah satu dari tiga ADS-B receiver tersebut yang lebih cocok  untuk  digunakan  dalam  pengembangan  sistem A-SMGCS. Pemilihan ADS-B receiver ini berdasarkan pada  nilai  PTR  yang  dimiliki  oleh  setiap  ADS-B receiver.
Gambar 1-Blok Diagram A-SMGCS[2] Gambar 2 : Blok Diagram Data Fusion[2]
Gambar-3 : Tiga jenis ADS-B receiver yang dimiliki PTE-BPPT

## II. T INJAUAN P USTAKA
A. Sistem ADS-B
ADS-B  singkatan  dari Automatic  Dependent Surveillance  -  Broadcast adalah  sebuah  sistem pemantauan (surveillance) penerbangan  nir  radar. Pesawat  udara  dilengkapi  dengan  sebuah  transponder yang  berfungsi  untuk  mengirim  data  penerbangan
secara  otomatis.  Data  penerbangan  seperti  posisi  dan kecepatan diperoleh dari sistem satelit navigasi GNSS ( Global Navigation Satellite System ) seperti gambar 4. Data  penerbangan  yang  dipancarkan  secara  broadcast ini akan diterima dan diproses oleh stasiun penerima di darat ( ADS-B Ground Station ). Terminologi dependent menyatakan bahwa  data penerbangan  bukan  diinisiasi oleh ground  station sebagaimana  layaknya  sistem radar,  melainkan  oleh  pesawat  udara.  Sistem  ADS-B ini juga memungkinkan komunikasi data antar pesawat udara. International  Civil  Aviation  Organization (ICAO ) telah menetapkan road map bahwa ADS-B ini akan  menjadi  sistem surveillance yang  baku  sebagai pelengkap sistem  yang  sudah  ada  seperti  sistem radar untuk meningkatkan keselamatan penerbangan.
Gambar 4. Cara kerja ADS-B [2]

## B. Daftar Istilah
Beberapa  istilah  yang  berhubungan  dengan penelitian ini antara lain [3] :

## 1. Apron
Adalah  Area  yang  ditentukan  pada  bandar  udara, yang  dimaksudkan  untuk  mengakomodasi  pesawat terbang  untuk  keperluan  menaikkan  dan  menurunkan penumpang,  surat  atau  kargo,  pengisian  bahan  bakar, parkir atau perawatan.

## 2. Apron Taxiway
Adalah  sebagian  dari  sistem  taxiway  terletak  di apron  dan  dimaksudkan  untuk  menyediakan  rute melalui apron.

## 3. Cooperative Target
Adalah Target yang dilengkapi dengan sistem yang mampu secara otomatis dan terus menerus memberikan informasi termasuk Identitasnya ke A-SMGCS.

## 4. Data Fusion
Adalah  istilah  umum  yang  digunakan  untuk menggambarkan  proses  penggabungan  informasi  dari dua atau lebih sistem sensor.

## 5. Guidance
Adalah  fasilitas  informasi  dan  saran  yang diperlukan  untuk  memberikan  informasi  yang  terus menerus,  tidak  ambigu  dan  dapat  diandalkan  kepada pilot pesawat terbang dan pengemudi kendaraan untuk menjaga  pesawat  terbang  atau  kendaraan  mereka  di permukaan  ( surface )  dan  memberikan  rute  yang ditujukan untuk penggunaannya.

## 6. Manoeuvring Area
Adalah  bagian  aerodrome  yang  akan  digunakan untuk take-off,  landing dan  taxi  pesawat  terbang  dan tidak termasuk apron.

## 7. Movement Area
Adalah  bagian  aerodrome  yang  akan  digunakan untuk take-off,  landing dan taxiing pesawat  terbang, terdiri dari Area Manuver dan Apron.

## 8. Non-cooperative Target
Adalah target yang tidak dilengkapi dengan sistem yang  mampu  secara  otomatis  dan  terus  menerus memberikan  informasi  termasuk  identitasnya  dengan A-SMGCS.

## 9. Route Planning
Adalah fungsi pada A-SMGCS yang menyediakan alokasi rute dan waktu strategis ke pesawat terbang dan kendaraan  untuk  memberikan  gerakan  yang  aman, cepat  dan  efisien  dari  posisi  saat  ini  ke  posisi  yang diinginkan.

## 10. Target
Adalah  setiap  pesawat  terbang,  kendaraan  atau rintangan (obstacles) , apakah diam atau bergerak, yang berada di dalam cakupan A-SMGCS

## C. Probability of Target Report (PTR)
Kemampuan  sistem  untuk  mendeteksi  target merupakan ukuran kinerja yang penting pada sistem A- SMGCS. Istilah Probability of Detection (PD) terkenal di lingkungan radar. Namun untuk A-SMGCS ukuran kinerja  ini  tidak  boleh  bersifat  sensor-spesifik  karena berbagai  jenis  sensor  dapat  digunakan.  Satu-satunya persyaratan adalah bahwa harus ada proses fusion data untuk menggabungkan informasi pengawasan (surveillance)  yang  diperoleh  dari  beberapa  sistem sensor  untuk  mendeteksi  target  co-operative  ataupun target yang non-cooperative. Untuk A-SMGCS ukuran kinerja disebut Probability of Target Report (PTR) dan didefinisikan  sebagai  berikut:  Probabilitas  setiap  kali update data target sudah dilaporkan pada keluaran sub- sistem surveillance atau data  fusion dari  sistem  A- SMGCS.
Sebagai  contoh  jika  sebuah  target  atau  pesawat  di area  manuver  dalam  selang  waktu  tertentu  mengirim data posisi sebanyak 100 kali maka output pada bagian data fusion harus mengeluarkan data posisi minimal 95 kali, dan ini dikatakan PTR nya sudah 95%
ISSN 2355-3286

## III. M ETODA P ENELITIAN
Dalam rangka untuk memilih jenis ADS-B receiver yang  dimiliki  oleh  PTE-BPPT  yang  akan  digunakan untuk  mengembangkan  A-SMGCS,  maka  diperlukan aplikasi  perangkat  lunak  untuk  menerima,  mengolah dan menyimpan data ADS-B yang dikirim oleh ADS-B receiver.  Karena  perangkat  lunak  untuk  keperluan  ini belum tersedia, maka harus dibuat terlebih dahulu, dan perangkat  lunak  ini  dikembangkan  dengan  bahasa pemrograman  java.  Pengambilan  data  dilakukan selama  2  jam  yang  mana  waktu  tersebut  sudah mewakili sampel data yang diperlukan.
Pengambilan  data  dilakukan  di  laboratorium Navigasi  PTE-BPPT  dan  dilakukan  secara  real  time dan bersamaan pada tiga jenis ADS-B receiver tersebut, Ketiga  ADS-B  receiver  dihubungkan  dengan  jenis antena yang sama dan panjang kabel antena yang sama, dan  ketiga  antena  ditempatkan  berdekatan  agar menerima  data  dari  pesawat  yang  sedang  melintas diudara  dengan  jarak  yang  sama  seperti  gambar  5. Aplikasi  perangkat  lunaknya  dijalankan  pada  satu komputer seperti gambar-6.
Kemudian dilakukan analisis dan perhitungan data untuk menentukan PTR yang menjadi salah satu acuan untuk  memenuhi  standar  A-SMGCS.  Sesuai  dengan acuan  buku  standar  A-SMGCS  PTR  dihitung  dengan menggunakan rumus sbb [3]:
𝑁 𝑢𝑝 = 𝑇  × 𝑇𝑅𝑈𝑅 𝑃𝑇𝑅 = 𝑁 𝑇𝑅𝑃 𝑁 𝑢𝑝
Gambar-5 : Perangkat Pengambilan data ADS-B di Lab Navigasi PTE-BPPT
Gambar-6 : Blok diagram perangkat untuk pengambilan data
𝑁 𝑢𝑝 menunjukan berapa kali data yang sama di-update selamat waktu T , dan T adalah lama waktu pengambilan data, TRUR adalah periode pembaharuan (update) data, 𝑁 𝑇𝑅𝑃 adalah  data  hasil  pengukuran  yang  menunjukan berapa kali data yang sama diupdate selama waktu T . ADS-B receiver yang memiliki PTR yang lebih tinggi akan dipilih sebagai sensor pada pengembangan sistem A-SMGCS.

## IV. I MPLEMENTASI
Untuk mengambil data dari ADS-B receiver dibuat tiga  buah  program  dan  ketiga  program  memiliki  data flow  seperti  gambar  7.  Setiap  proses  pada  gambar  7 diimplementasikan  dengan  sebuah  thread,  jadi  dalam satu program akan ada 3 buah thread. Ketiga program ini  dijalankan  pada  satu  komputer,  dan  yang membedakan  antara  ketiga  program  ini  adalah  pada proses client. Setiap ADS-B receiver memiliki alamat IP,  nomor  Port  dan  format  data  yang  berbeda,  oleh karena  itu  perlu  ditangani  oleh  proses  client  yang berbeda.  Proses  client  akan  melakukan  koneksi  ke ADS-B  receiver  dengan  protocol  TCP/IP  untuk mengambil  data  dan  kemudian  menaruh  data  tersebut ke queue.
Waktu  mulai  dan  waktu  berakhirnya  pengambilan data  diseting  terlebih  dahulu  pada  proses  Start/Stop. Proses Start/Stop ini akan memberikan signal ke proses client  dan  ke  proses  pengolahan  data  pada  saat  mulai dan pada saat berakhirnya pengambilan data dari ADS- B  receiver.  Proses  Pengolahan  Data  akan  mengambil data  dari  Queue  dan  akan  melakukan  pemisahan  data sesuai dengan tipe-tipe ADS-B. Data ADS-B ini akan dipisahkan berdasarkan tipe datanya sbb :
1. Airborne Position Message
2. Surface Position Message
3. Emergency Message
4. Airspeed Message
5. Identification Message
6. Velocity Message
7. TCast Message
8. Status Message
ISSN 2355-3286
9. Parity Error/Data Error
10. Unknown Format Type Code
Setiap  tipe  data  disediakan  satu  counter  (ada  10 counter) dengan nilai awal nol, dan nilai counter akan ditambah jika data ADS-B sesuai dengan tipenya. Data yang sudah dipisahkan berdasarkan tipe nya kemudian disimpan dalam file, dan ada sepuluh nama file sesuai dengan  tipe  datanya.  Pada  saat  proses  Start/Stop memberikan  signal  bahwa  waktu  pengambilan  data sudah berakhir, maka nilai counter disimpan ke file.
Airborne position message adalah tipe data ADS-B yang  dikirim  oleh  Transponder  yang  ada  di  pesawat terbang  pada  saat  pesawat  terbang  berada  di  udara, sedangkan surface position message adalah data ADS- B yang dikirim oleh transponder yang ada di pesawat pada saat pesawat sedang di  darat. Data yang  dikirim oleh  transmitter  ADS-B  yang  ada  di  kendaraan termasuk  data  bertipe Surface  position  message . Karena  pengambilan  data  dilakukan  di  lab  navigasi PTE-BPPT di kawasan Puspiptek Serpong, maka data ADS-B untuk tipe surface position message tidak bisa diterima  karena  tidak  ada  pesawat  ataupun  kendaraan bandara  yang  berada  di  darat  yang  mampu  diterima oleh  ADS-B  receiver  yang  terpasang  di  kawasan puspiptek serpong.
Gambar 7 : Proses pengambilan data ADS-B

## V. H ASIL DAN K ESIMPULAN
A. Hasil Analisis Data Tabel-2  adalah  hasil  pengambilan  data  ADS-B selama 2 jam pada 3 jenis ADS-B receiver pada waktu bersamaan.  Unknown  format  adalah  tipe-tipe  data ADS-B  yang  tidak  akan  digunakan  dalam  pengem- bangan  A-SMGCS.  Tipe  data  yang  akan  digunakan untuk  pengembangan  sensor  MLAT  pada  A-SMGCS adalah airborne  position  message,  surface  position message,  airspeed  message,  identification  message, velocity  message dan status  message yang  totalnya 467283  seperti  pada  table-2  dan  untuk  perhitungan PTR  datanya  tidak  diambil  dari  total  data  ini  karena setiap tipe data memiliki periode update  yang berbeda. Tipe  data  yang  digunakan  untuk  menentuka  PTR diambil  dari  tipe airborne  position  message dan  ini sudah  cukup  untuk  mewakili  tipe  data  yang  lainnya.
Pada  sistem  ADS-B  data airborne  position  message memiliki  kecepatan  update  data  2  kali  dalam  satu second  atau  setiap  0.5  second.  Jika  pengambilan  data selama 2 jam (7200 second), maka dapat dihitung PTR untuk airborne position message untuk ADS-B receiver radarcape adalah sbb:
𝑁 𝑢𝑝 = 𝑇  × 𝑇𝑅𝑈𝑅 (untuk satu pesawat/target) 𝑁 𝑢𝑝 = 𝑇  × 𝑇𝑅𝑈𝑅 × 𝑁 (untuk N pesawat/target) 𝑁 𝑢𝑝 = 7200  × 2  × 𝑁 = 7200𝑁
Dari  table-2  untuk  tipe  data  airborne  position message ADS-B Radarcape didapat :
𝑁 𝑇𝑅𝑃 = 214805
𝑃𝑇𝑅 = 𝑁 𝑇𝑅𝑃 𝑁 𝑢𝑝 = 214805 7200𝑁 × 100% … … … … . (1)
Sebagai  contoh  jika  jumlah  pesawat  N=20,  maka PTR=74.59%.  Karena  pada  saat  pengambilan  data jumlah  pesawat  yang  ada  diudara  dan  yang  bisa diterima  oleh  ADS-B  receiver  tidak  diketahui  secara pasti,  maka  dengan  rumus  (1)  diatas  tidak  bisa digunakan  untuk  menghitung  nilai  PTR  yang sebenarnya.  Tetapi  untuk  memilih  ADS-B  receiver yang mana lebih baik nilai PTR nya rumus diatas bisa digunakan.  Dari  rumus  (1)  dapat  disimpulkan  bahwa ADS-B  receiver  yang  memberikan  data  lebih  besar akan memiliki PTR yang lebih tinggi.
Tabel-2. Jumlah data ADS-B yang diterima oleh ADS-B receiver
Gambar 8 : ADS-B message yang diterima oleh 3 ADS-B receiver
Gambar 9 : Data ADS-B yang dapat digunakan untuk sensor MLAT

## B. Kesimpulan
Berdasarkan  hasil  pengambilan  data  diatas  dapat diambil kesimpulan sbb :
1. Jumlah  data  ADS-B  yang  diterima  oleh  receiver SBS-2 lebih banyak dibandingkan dengan receiver Radarcape dan SBS-3, tetapi Radarcape memiliki jumlah  data  yang  diperlukan  untuk  keperluan pengembangan A-SMGCS lebih besar dibanding- kan dengan Receicer SBS-2 dan SBS-3.
2. Dapat  disimpulkan  ADS-B  receiver  Radarcape lebih  cocok  digunakan  sebagai  sensor/receiver untuk keperlukan pengembangan A-SMGCS.

## D AFTAR P USTAKA
[1]  2015, “Minimum  Aviation System Performance Specification
For  Advanced  Surface  Movement  Guidance  And  Control Systems (A-SMGCS) Levels 1 and 2”, EUROCAE ED-87
[2]  ADS-B Technologies [online] Tersedia dalam : http://www.ads-b.com/ [Diakses 6 Mei 2019]
[3]  2007,  “Guidelines  For  Surveilance  Data  Fusion  In  Advanced Surface  Movement  Guidance  And  Control  Systems  (A- SMGCS) Levels 1 and 2”, EUROCAE ED-128.
[4]  2004,  “Advanced  Surface  Movement  Guidance  and  Control Systems  (A-SMGCS)  Manual”,  First  Edition,  International Civil Aviation Organization (ICAO).
[5]  2010,  “Definition  of  A-SMGCS  Implementation  Levels”, Edition 1.2, EUROCONTROL.
[6]  2010,  “Operational  Concept  and  Requirements  for  ASMGCS
Implementation Level 1”, Edition 2.1, EUROCONTROL,
[7]  Wikipedia Secondary Surveillance Radar [online] Tersedia dalam : https://id.wikipedia.org/wiki/ Secondary
_Surveillance_Radar [Diakses 10 Mei 2019]
[8]  Automatic  Dependent  Surveillance  –  Broadcast  (ADSB)
[online]  Tersedia  dalam  :  https://pte.  bppt.go.id/tentang- kami/portofolio/automatic-dependent-surveillance-broadcast- ads-b [Diakses 11 Mei 2019]