systèmes et cadres de référence · • cadre de référence tridimensionnel se fondant sur les...

Jérôme Ray

Journée de formation CF-geo«Transformation, méthodes et outils pour le passage à MN95»

Systèmes et cadres de référence

Centre de formation géomatique suisse

2 swisstopo / CF-geo / Canton de Vaud Changement de cadre de référence MN03-MN95

• DéfinitionsSystème de référence, cadre de référence, géoïde, ellipsoïde de référence, projection cartographique

• Systèmes de référence

• Géostation Zimmerwald

• Projections cartographiques suisses

• Transformations

• Cadres de référence

Programme

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• Les systèmes de référence terrestres globaux sont des systèmes de coordonnées cartésiennes géocentriques dont l'origine se trouve au centre de gravitédes masses terrestres.

DéfinitionsSystème de référence

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• Les systèmes de référence locaux sont les systèmes de coordonnées et altimétriques nationaux officiellement utilisés.

• Les ellipsoïdes de référence locaux et les projections cartographiques avec leurs systèmes de coordonnées nationaux spécifiques appartiennent également à cette catégorie.

DéfinitionsSystème de référence

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• Les cadres de référence terrestres globaux et locaux sont des mises en œuvre de systèmes de référence sous la forme de jeux de coordonnées de points terrestres résultant de compensations de réseaux d'observations géodésiques.

DéfinitionsCadre de référence

Points principauxPoints de densificationStations AGNES

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• Définitions

• Systèmes de référenceVue d’ensemble, systèmes de référence internationaux, systèmes de référence suisses

• Géostation Zimmerwald

• Projections cartographiques suisses

• Transformations

• Cadres de référence

Programme

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Systèmes de référence globauxDifférences principales• ITRS – ETRS – CHTRS sont des systèmes

de référence globaux à des échelles différentes, égaux à un temps donné• ITRS-ETRS: 1989

• ETRS-CHTRS: 1993• WGS84 peut être considéré comme

identique à ITRS: différence de l’ordre de 0.1 mm par rapport en Suisse (ellipsoïde WGS84 au lieu de GRS80)

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Systèmes de référence suissesDifférence entre CH1903 et CH1903+• Pratiquement identique, mais déplacement

du point fondamental de l’ancien observatoire de Berne à la géostation de Zimmerwald

• Le centre de projection reste à BerneAncien: Y = 600'000; X = 200'000Nouveau: E = 2'600'000; N = 1'200'000

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Systèmes de référenceRésum é

Système Ellipsoïde Projection

ETRS89 GRS80 UTM

CHTRS95 GRS80 UTM

CH1903 Bessel 1841

Proj. conforme cylindrique à axe oblique

CH1903+ Bessel 1841

Proj. conforme cylindrique à axe oblique

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• Définitions

• Systèmes de référence

• Géostation ZimmerwaldImportance, liaison local-global

• Projections cartographiques suisses

• Transformations

• Cadres de référence

Programme

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• La géostation de Zimmerwald est la référence pour la mensuration nationale suisse.

• Elle constitue également le lien avec les systèmes de référence globaux.

• Lors de la mise en place du service GNSS international (IGS) en 1992, swisstopo y a installé une station GPS permanente.

• Zimmerwald représente «l’origine»moderne du système de coordonnées suisse.

Géostation ZimmerwaldImportance

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• Définitions

• Systèmes de référence

• Géostation Zimmerwald

• Projections cartographiques suissesProjections utilisées en Suisse, Swiss Grid

• Transformations

• Cadres de référence

Programme

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Projections cartographiques suissesProjections utilis ées en Suisse• Depuis son introduction en 1903, la

mensuration nationale suisse s’appuie sur la projection cartographique «Swiss Grid ».

• Elle sera conservée dans le contexte de la nouvelle mensuration nationale MN95.

• En lien avec MN95 et la coopération en Europe, la projection UTM a également étéadmise comme projection officielle. Elle peut être utilisée dans le monde entier et facilite les échanges.

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• Définitions

• Systèmes de référence

• Géostation Zimmerwald

• Projections cartographiques suisses

• TransformationsVue d’ensemble, ITRS→CHTRS95→CH1903+, projection suisse, résumé

• Cadres de référence

Programme

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CTSglobalcinématique

Cinématique globale(partie stable de la plaque eurasiatique)

EUcontinentalcinématique

Cinématiquerégionale

(Modèle CHKM95)

CHrégional/localcinématique

CH1903+ ================ CHlocal statique

| | | | | | | |

1988.0 1989.0 1990.0 1991.0 1993.0 1994.0 1995.01992.0

Transformations Vue d ’ensemble

ITRS

ETRS89

CHTRS95

Troistranslations

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ETRS89 (≈WGS84) Coordonnées géographiques Lat/Lon/Alt [°]Hauteurs ellipsoïdales (GRS80/WGS84)

Géographique↔géocentrique / paramètres d’ellipsoïde

TransformationsRécapitulatif ETRS89 →CH1903+

CHTRS95 Coordonnées géocentriques X/Y/Z [m]

CH1903+ Coordonnées géocentriques X/Y/Z [m]

CH1903+ Coordonnées géographiques Lat/Lon/Alt [°]Hauteurs ellipsoïdales (Bessel 1841)

3 translations

Géocentrique↔géographique / paramètres d’ellipsoïde

Projection suisse (Swiss Grid)

CH1903+ Coordonnées projetées E/N/H [m] (Hauteurs ellipsoïdales)

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• Définitions

• Systèmes de référence

• Géostation Zimmerwald

• Projections cartographiques suisses

• Transformations

• Cadres de référenceVue d’ensemble, cadres de référence utilisés en Suisse, distorsions MN03, différences MN95-MN03, récapitulatif

Programme

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Cadres de référence planim étriquesutilis és en Suisse

• CHTRF95

• MN95

• MN03Transformation affine par éléments finis (maillage triangulaire)

3 translations + projection de Mercator

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• Nouvelle mensuration nationale 1995• Dans CH1903+• Cadre de référence tridimensionnel se

fondant sur les mêmes points de réseau que CHTRFxx

• Sert de base pour les applications de mesures modernes et pour la mensuration officielle dans le futur

• La transformation exacte CHTRF93↔MN95 est garantie

Cadres de référence planim étriquesMN95

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Cadres de référence planim étriquesPoints GNSS MN95 (208)

Points principaux

• Points de densification

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Cadres de référence planim étriques Stations AGNES (30)

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• Mensuration nationale 1903• Dans CH1903• Cadre de référence basé sur les points

fixes planimétriques PFP1 établis depuis 1903, puis rénovés et mis à jour (triangulation 1er – 3e ordres)

• La densification par les réseaux de 4e ordre (PFP2) et d’autres points fixes de la MO constitue aujourd ’hui encore la base sur laquelle s'appuient la plupart des travaux de mensuration, des cartes, plans et SIG

Cadres de référence planim étriquesMN03

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Cadres de référence planim étriquesTriangulation 1er-2e ordre

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• Ce cadre de référence a une bonne précision de voisinage de l’ordre du cm . Il ne se prête au positionnement absolu àl’échelle nationale que de manière restreinte en raison des distorsions présentes (jusqu’à1.6 m par rapport à Berne).

• Une transformation directe MN95↔MN03 est assurée pour toute la Suisse, avec un précision moyenne de +/- 3 cm, grâce au jeu de données «CHENyx06».

Cadres de référence planim étriquesMN03

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Cadres de référence planim étriquesDistorsions MN03

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Cadres de référence planim étriquesRécapitulatif