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CORS - Transformations HARN - quelle est la méthode la plus précise

CORS - Transformations HARN - quelle est la méthode la plus précise


Cela peut ne pas être un problème pour de nombreux utilisateurs de SIG, mais quelqu'un d'autre a-t-il eu l'expérience de la transformation des coordonnées NAD83 (CORS) modernes en coordonnées HARN et vice versa ? Je me rends compte que l'écart peut être d'environ 10 cm, mais pour des sources telles que des relevés aériens, mobiles ou terrestres à basse altitude, c'est toujours un gros problème. Quelle est la meilleure pratique? La plupart des États exigent encore des HARN comme système de coordonnées livrables, et de nombreuses entreprises enquêtent sur la dernière réalisation du réseau CORS.

Une implémentation ArcGIS serait appréciée.

Cela pourrait également conduire à une discussion intéressante pour ceux qui pensent que la transformation NAD83 -> HARN dans ArcGIS est la bonne chose à faire avec les données d'enquête modernes dérivées du GPS (ce n'est pas le cas !).


Du NGS qui a établi les HARN, le CORS et le NSRS2007 (qui est le réajustement actuel à l'échelle nationale des coordonnées de la monumentation géodésique traditionnelle utilisant le CORS comme contrôle):

ANNONCE

Le comité des produits et services de NGS a voté pour abroger la politique NGS de 1998 qui stipulait qu'une transformation serait fournie entre les anciennes versions de NAD 83 et NAD 83 (NSRS2007). Les tests initiaux ont indiqué que les décalages étaient trop petits, la précision des décalages trop grande et la rareté des données trop grande pour produire une transformation utile.

Les utilisateurs qui souhaitent transformer les levés existants d'une ancienne version du NAD 83 en NAD 83 (NSRS2007) sont invités à recalculer les coordonnées en utilisant les observations originales et les coordonnées NAD 83 (NSRS2007) récemment publiées.

Extrait de : http://www.ngs.noaa.gov/NationalReadjustment/PSCannounce.html


Je ne pense pas que vous obtiendrez une réponse faisant autorité ici, cela nécessite une personne ayant une connaissance approfondie de la géodésie pour répondre avec précision. D'après ce que j'ai lu, CORS à HARN peut être réduit à une précision d'environ 6 cm, au-delà de laquelle je suppose que vous aurez besoin d'un géomètre professionnel pour obtenir une réponse faisant autorité. Je n'utiliserais PAS ArcGIS pour une telle transformation, si vous parlez de précision à ce niveau, mais essayez plutôt les outils NGS directement.


Conversion des données GPS Trimble en NAD83 (1986) dans ArcGIS

Je me rends compte qu'il y a d'autres posts sur ce sujet mais je ne comprends pas la logique du consensus donc j'espère que quelqu'un pourra m'éclairer.

J'utilise une unité GPS Trimble Geo7X et je post-traite les données en utilisant les positions des stations de base de la liste des stations de base de Trimble. Par conséquent, je suis convaincu que mes données sont dans une réalisation plus récente de WGS84 qui est essentiellement équivalente à ITRF00. Après le post-traitement, j'exporte mes données de Pathfinder Office vers ArcGIS en les conservant dans le référentiel WGS84. Tous mes documents cartographiques et données SIG sont en NAD83 (1986).

NAD83 (1986) = WGS84 d'origine

NAD (1986) <> courant WGS84/ITRF00

Dans ArcGIS, soit je laisse le programme reprojeter mes données GPS "à la volée", soit je reprojette sur NAD83 (1986). Le consensus semble être qu'aucune transformation/décalage de référence ne devrait être appliqué dans cette conversion. Si c'est correct, quelqu'un peut-il expliquer pourquoi ? Si NAD (1986)<>current WGS84/ITRF00, comment un décalage de référence n'est-il pas nécessaire ?

par Melita Kennedy

Je suis désolé de ne pas avoir répondu plus tôt.

Les données NAD83 sont-elles vraiment dans la version originale de 1986 ? Si oui, utilise-t-il EPSG:4269 ou des systèmes de coordonnées projetés basés sur 4269 ?

Vous pouvez utiliser 108190 qui se rapproche de la différence entre WGS84 à ITRF00 et NAD83. Il se convertit en 4269, mais est en réalisation CORS96 que le NAD83 d'origine. Au moment où nous avons ajouté cette transformation, nous n'avions pas de définition CORS96 spécifique dans le logiciel. Selon le moment où votre état (si vos données sont dans un état unique), il existe une transformation équivalente qui se convertit en NAD83 HARN qui peut être similaire à CORS96. Vous pouvez donc essayer de convertir en NAD83, mais via WGS_1984_(ITRF00)_To_NAD_1983_HARN + NAD_1983_To_HARN_XX où XX est l'abréviation de l'état.

Merci pour la réponse, Melita! Désolé, je n'ai pas précisé que j'utilise un système de coordonnées projetées basé sur 4269 - généralement NJ State Plane ou un autre système de coordonnées State Plane. Dans le cas de NJ State Plane, j'utilise : NAD_1983_StatePlane_New_Jersey_FIPS_2900_Feet, que je comprends être la version 1986.

J'ai utilisé 108190 mais un collègue a suggéré que je ne devrais pas appliquer de transformation, citant vos réponses à ce fil de discussion : Problèmes avec la transformation WGS_1984_(ITRF00)_To_NAD_1983 Datum. C'est ce qui m'a poussé à poster ma question. Votre réponse à ce fil semble indiquer qu'une transformation nulle devrait être utilisée pour convertir NAD83 (1986) en WGS84 à ITRF00 - est-ce que je me trompe ?

Merci encore pour votre aide!

ITRF00 (qui équivaut à WGS84(G1150) au niveau décimétrique), diffère de NAD83 (1986) par

1 à 2+ mètres horizontalement, selon votre emplacement.

Pour répondre à votre question, décider de transformer ou non vos données GPS d'ITRF00 en NAD83 (1986) dépend des exigences de précision de votre projet. Si 2 m tombent dans votre marge d'erreur, il n'est probablement pas nécessaire de procéder à une transformation. Dans ce cas, supposons simplement ITRF00 = NAD83 (1986). Tenez également compte de l'exactitude de vos données cartographiques SIG NAD83 (1986) existantes. Est-ce vraiment mieux que 2 mètres ?

Ou, projetez de ITRF00 à NAD83(CORS96) et supposez simplement que NAD83(CORS96) = NAD83(1986). Dans ma région, le NAD83 (1986) diffère d'environ 44 cm horizontalement du NAD83 (1992/FBN), du NAD83 (2007), du NAD83 (CORS96) et du NAD83 (2011). Vous pouvez vérifier les fiches techniques des repères NGS dans votre zone de projet qui répertorient les coordonnées de plusieurs ajustements NAD83 pour voir quelles sont ces différences dans votre zone. Si cela correspond à votre marge d'erreur, essayez ce scénario.

D'un autre côté, si votre projet nécessite des coordonnées de haute précision, vous pouvez envisager d'appliquer des transformations de datum. Voici quelques options qui me viennent à l'esprit :

Vous pouvez passer de ITRF00 à NAD83 (1986) en effectuant 2 transformations : 1) ITRF00-->ITRF90, puis 2) ITRF90-->WGS84(original). Comme vous l'avez mentionné, WGS84 (original) - également connu sous le nom de WGS84 (TRANSIT) - est essentiellement équivalent à NAD83 (1986).

Dans ArcGIS Desktop 10.7 et ArcGIS Pro 2.4 (pas sûr des autres versions), il existe une transformation ITRF00-->ITRF90, mais pas de transformation ITRF90 vers WGS84 (TRANSIT). Cependant, vous pouvez créer une transformation personnalisée dans ArcGIS (les paramètres sont disponibles ici) à l'aide de l'outil « Créer une transformation géographique personnalisée ». Après avoir créé la transformation personnalisée et ouvert l'outil « Projet », ArcGIS devrait automatiquement proposer une transformation composite à l'aide de son ITRF00-->ITRF90 existant + vos transformations personnalisées ITRF90-->WGS84(TRANSIT) lorsque vous sélectionnez la méthode « Transformation géographique ». . Après la transformation, vous pouvez ensuite « Définir le projet » de la sortie WGS84 (TRANSIT) vers NAD83.

Pour résumer, ArcGIS n'a pas de transformation ITRF00-->NAD83 (1986) disponible, vous ne pouvez donc pas projeter vos données GPS « à la volée » ou en utilisant l'outil « Projet »… à moins que vous ne créiez le 2 e ITRF90-->WGS84 ( TRANSIT) transformer.

Gardez cependant à l'esprit qu'il existe également des erreurs inhérentes aux différentes méthodes de transformation qui peuvent rendre la transformation inutile. Je ne sais pas quelles sont les erreurs associées à ces 2 transformations dans votre région, mais je crois comprendre que les transformations impliquant NAD83 (1986) sont problématiques et peuvent avoir des distorsions >1m (voir ici).

Dans ArcMap, vous pouvez projeter de ITRF00 à NAD83(HARN) [si aux États-Unis contigus] ou de ITRF00 à NAD83(2011). Exportez les coordonnées NAD83 (HARN) ou (2011), puis utilisez l'outil NGS NCAT pour convertir les coordonnées en NAD83 (1986). Notez que la transformation ITRF00 à NAD83(HARN) ou (2011) est en fait les paramètres de transformation publiés pour ITRF00 à NAD83(CORS96) à l'époque 1997.0, donc en supposant que NAD83(CORS96) = NAD83(HARN) ou (2011) introduira une erreur . Dans ma région, les différences entre ces réalisations NAD83 sont généralement de 4 à 12 cm, mais peuvent aller jusqu'à 0,5 m. L'outil NCAT est utilisé pour convertir entre divers ajustements NAD83, mais NAD83(CORS) ne fait pas partie des options.

Dans la même veine, dans ArcMap, vous pouvez convertir de ITRF00-->ITRF05-->ITRF08, puis de ITRF08 en NAD83(2011). Exportez les coordonnées NAD83(2011), puis utilisez l'outil NGS NCAT pour convertir en NAD83(1986).

Si vos besoins de précision sont de <2-3 mètres, vous devriez envisager non seulement de prendre en compte le décalage de référence (c'est-à-dire la différence de position entre ITRF00 et NAD83 (1986)), mais également de prendre en compte les décalages de position dus au mouvement de la croûte entre les dates d'époque associées à les 2 coordonnées. Par exemple, la coordonnée ITRF00 de votre correction différentielle PFO a probablement une date d'époque associée de 1997.0. L'époque de référence standard associée à WGS84 (TRANSIT) et NAD83 (1986) est 1984,0, mais vous devrez rechercher la date d'époque associée à vos jeux de données SIG existants pour être vraiment précis. Vous pouvez prendre en compte à la fois le décalage de référence et le mouvement de la croûte (c'est-à-dire de combien un point s'est déplacé en raison de la tectonique des plaques entre 1984 et 1997) à l'aide de l'outil NGS HTDP. Je pense qu'il existe aussi un package R. En utilisant HTDP, vous pouvez entrer un fichier de coordonnées et convertir de ITRF00 (époque 1997.0) en WGS84 (TRANSIT) (époque 1984.0). Cependant, sur le site HTDP, lorsque vous choisissez WGS84 (original/transit) comme sortie, il y a une note disant « NAD83 (2011) sera utilisé ». Honnêtement, je ne sais pas ce que cela signifie, mais il semble que le résultat ne soit peut-être pas dans WGS84 (TRANSIT) NAD83 (1986), auquel cas vous êtes de retour à peut-être 1-2 mètres?

Ce sujet devient très profond, très rapide, et nous n'avons même pas parlé de la verticale ! Récupérer des données GPS modernes sur NAD83 (1986) est délicat et je n'ai trouvé aucune bonne réponse à cette quête. Je serais intéressé d'entendre d'autres idées (et des corrections à tout ce qui précède).

Voici quelques liens qui peuvent être utiles :

Merci Françoise ! J'apprécie vraiment votre réponse complète! Vous ne plaisantez pas sur le fait que ce sujet devient très profond, très rapide !

Je pense que les points 1 à 3 de votre réponse sont tout simplement trop complexes pour mes besoins. Je suis heureux que vous les ayez partagés - je suis plus confiant de comprendre toutes les options disponibles et ils mettent également en évidence la complexité du problème.

Cela me laisse donc les choix suivants :

  1. Aucune transformation de référence. Je crois comprendre que cela peut introduire jusqu'à 1 m d'erreur.
  2. ITRF00 à NAD83(CORS96) et supposez simplement que NAD83(CORS96) = NAD83(1986). J'ai vérifié les repères NGS dans ma région (New Jersey) et NAD83 (1986) diffère d'environ 35 cm horizontalement de NAD83 (1992/FBN), NAD83 (2007), NAD83 (CORS96) et NAD83 (2011).

Les unités GPS que nous utilisons sont considérées comme "sous-métriques", mais dans des conditions optimales, nous observons généralement une précision de l'ordre de 6-12" (15-30 cm). Je pense donc que l'option 2 est ma meilleure option - la différence de 35 cm entre le NAD (1986 ) et NAD(CORS96) mentionné ci-dessus est proche de mon budget d'erreur.

Cela étant dit, ce serait toujours bien d'entendre des points de vue supplémentaires et aussi comment d'autres traitent ce problème, donc je ne marquerai aucune des réponses comme réponse pour l'instant.

Vous ne plaisantez pas, ça devient épais. Frances donne les conseils, tandis que je vais essayer votre flux de travail d'origine, c'est-à-dire utiliser un Geo7x et le post-traitement contre une station CORS. C'est mon expertise et j'ai ce que je pense être un flux de travail qui ne vous mènera pas à 1986 (NAD83 d'origine), mais qui conservera une position publiée CORS via un flux de travail lors de la collecte d'une position avec ce système de bombardement que vous possédez.

Hypothèses : vous utilisez TerraSync. Vous utilisez Trimble Pathfinder office 5.4 ou supérieur. Idéalement, aujourd'hui, vous utilisez à la fois TS et PFO en version 5.86/5.85 ou 5.9. Cela garantit que l'assistant de correction différentielle est optimisé. Enfin, vous utilisez une station CORS, pas une UNAVCO ou une station de base locale.

D'accord, l'étape 3 ci-dessus doit être expliquée plus en détail, et je vais prendre un tact opposé, que la tenue de "NAD83" est primordiale pour obtenir des données dans NAD83 (et la forme la plus élevée). J'ai travaillé avec Trimble il y a des années sur cette question de "Utiliser la position de référence du fournisseur de base" vs "Utiliser la position de référence des fichiers de base". Trimble n'a pas corrigé cette erreur et continue de propager une position NON publiée, en rétrogradant vers une version non-NAD83 qui, lors de la conversion en NAD83 à partir de cette version, sera erronée.

Cela doit être compris que l'ancien "fournisseur" n'est PAS la position publiée d'une station CORS, mais un décalage calculé qui, franchement, ne devrait jamais être utilisé et qui était destiné par Trimble à être un décalage d'espacement lorsqu'en 2002, la donnée CORS96 est passée à un nouveau référentiel. NGS indiquerait - toujours utiliser la position publiée pour un CORS. Je suis d'accord, et par conséquent, lorsque vous utilisez ce Geo7x, la meilleure chose que vous puissiez faire (la bonne chose) est d'utiliser la position moderne et publiée de cet ARP pour cette antenne certifiée par NGS. Cette position est ce que la correction différentielle signifie pour "tenir" le CORS et calculer la "différence" de votre rover à partir des coordonnées que vous avez stockées dans TerraSync et de ce que le CORS a stocké et maintenu de manière différentielle pendant cette même époque à la base. Vous devez toujours utiliser ce dernier "Utiliser la position de référence du fichier de base". Aujourd'hui, c'est l'époque NAD83 (2011) 2010. Vous obtenez cette coordonnée à partir du fichier RINEX amorcé que CORS stocke si élégamment dans tout l'en-tête RINEX du fichier zip que vous récupérez de CORS. Exécutez l'assistant PFO, en vous arrêtant à l'étape de confirmation, et appelez la station CORS, la page Position et vitesse, et ouvrez les coordonnées ARP pour cette station. Faites défiler jusqu'à NAD83 (2011) et comparez les coordonnées dans la boîte de confirmation et CORS VOUS verrez des coordonnées presque exactes. (Toute différence est généralement jusqu'à la 5ème seconde décimale, bien en deçà de la résolution de votre GPS). Passez par le différentiel, et aujourd'hui, votre fichier COR est maintenant "In" NAD83 (2011) Epoch 2010.0.

En faisant cela, vous sautez ce que Frances dit votre dans "1997". Votre fichier COR est maintenant à l'époque d'aujourd'hui (le jour où vous avez collecté les données) et contient maintenant le NAD83 (2011) à l'époque 2010. Vous avez 9 ans entre le moment de votre collecte, mais c'est le principe du NAD83 (contenant à un époque).

Je sais, cela ne vous amène pas à NAD83 (1986), mais vous devez exclusivement utiliser "Utiliser la position de référence du fichier de base" pour utiliser la coordonnée publiée d'un CORS. C'est la clé pour commencer à mettre les données GPS collectées aujourd'hui dans la forme la plus récente du NAD83. Il s'agit d'une porte de référence sérieuse que de nombreux utilisateurs ignorent, et Trimble n'a pas corrigé cette convention de nommage et modifié ce que vous devriez faire. Depuis que ce problème a commencé en 2002, nous sommes maintenant à 2 cadres de référence après cette construction, et maintenant dans l'ITRF14. Voici un lien vers les coordonnées d'un CORS en AK. Faites cela pour votre CORS que vous utilisez. Vous ne voyez pas ITRF97, n'est-ce pas ?? https://www.ngs.noaa.gov/cgi-cors/CorsSidebarSelect.prl?site=tsea&option=Coordinates

Une fois que vous avez effectué ces étapes, utilisez l'outil HTTP. Je prendrais le premier choix, en rétrogradant vos coordonnées à 1986. Ce serait aussi proche de l'attribution d'un NAD83 "plain vanilla". Ensuite, déplacez cette coordonnée de NAD83 à WGS84 à l'aide d'une transformation de Molendensky comme WGS_1984_To_NAD_1983_1.


Le réseau NOAA CORS (NCN)

Le réseau de stations de référence en fonctionnement continu (CORS) de la NOAA (NCN), géré par la NOAA/National Geodetic Survey, fournit des données du système mondial de navigation par satellite (GNSS), prenant en charge le positionnement tridimensionnel, la météorologie, la météo spatiale et les applications géophysiques à travers les États-Unis.

Les géomètres, utilisateurs de SIG, ingénieurs, scientifiques et autres personnes qui collectent des données GPS/GNSS peuvent utiliser les données NCN, acquises dans des stations de contrôle géodésiques de référence, pour améliorer la précision de leurs positions et aligner leur travail au sein du Système national de référence spatiale (NSRS ). La précision des coordonnées post-traitées améliorées par NCN peut approcher quelques centimètres, à la fois horizontalement et verticalement.

Le réseau CORS est une entreprise coopérative polyvalente et multi-agences, combinant les efforts de centaines d'organisations gouvernementales, universitaires et privées. Les stations sont détenues et exploitées de manière indépendante. Chaque agence partage ses mesures de phase de porteuse et de plage de codes GNSS/GPS et ses métadonnées de station avec NGS, qui sont analysées et distribuées gratuitement.


Méthodes d'utilisation des données

Dans les espaces de travail créés avant FME 2013, les transformations géographiques sont spécifiées par la méthode datum USE.

L'Australie a adopté les techniques développées par Géomatique Canada pour sa transformation nationale (version 2) afin de définir un moyen précis de conversion du système de référence géodésique australien de 1966 au système de référence géocentrique plus récent de l'Australie de 1994. Les fichiers de données impliquent un chevauchement, et ces zones méritent attention particulière.

Les fichiers de données de décalage de référence pour cette transformation sont développés état par état. Par conséquent, il existe plusieurs fichiers de données pour cette transformation. Le système de conversion de coordonnées considère AGD66 comme une entité unique même s'il existe plusieurs fichiers de données différents qui se chevauchent. Les utilisateurs sont encouragés à trier les fichiers de données pour s'assurer que le fichier de données souhaité est utilisé dans les régions de chevauchement.

C'est la même chose que la transformation ASTRLA66-Grid_to_WGS84.

Plusieurs États australiens utilisent le système de référence géodésique australien de 1984 depuis un certain temps déjà. Cette technique de transformation met en œuvre la conversion de l'AGD84 en GDA 1994. Sur le plan opérationnel, cette technique est identique à l'AGD66 en GDA94 cependant, des fichiers de données différents sont utilisés. Voir AGD66 à GDA94 via Grid File pour plus de détails.

C'est la même chose que la transformation ASTRLA84-Grid_to_WGS84.

Le système terrestre moyen de 1977 est utilisé dans les provinces maritimes du Canada depuis 1977. Cette transformation utilise des fichiers de données au format Canadian National Transformation (version 2) pour déterminer le changement requis pour transformer correctement les coordonnées géographiques basées sur l'ATS77 en coordonnées géographiques basées sur le CSRS. coordonnées. Notez que:

  • Chacune des différentes provinces impliquées a produit un fichier de données couvrant la géographie de leurs provinces respectives, et
  • Les fichiers de données individuels ne sont pas dans le domaine public et doivent être obtenus par les utilisateurs directement auprès des gouvernements provinciaux concernés.

C'est la même chose que la transformation ATS77_to_WGS84.

La Suisse a adopté la technique canadienne pour définir le passage du CH1903 au CH1903+.

C'est la même chose que la transformation CH1903/GSB_to_WGS84.

Le CSRS (Système canadien de référence spatiale) est l'équivalent canadien du HARN des États-Unis, c'est-à-dire une refonte très précise du NAD83 utilisant la technologie GPS. Cette transformation permet la conversion directe des données NAD27 en CSRS, sans s'arrêter au NAD83. Cette technique de conversion est mise en œuvre par une série de fichiers de grille de décalage de données du format Canadian National Transformation. Contrairement à d'autres implémentations canadiennes, cependant, il y a plusieurs fichiers qui se chevauchent.

Vous pouvez choisir une transformation de secours pour spécifier comment les points de données en dehors de la couverture des fichiers de données existants doivent être traités. Les fichiers de données sont générés province par province. Les fichiers individuels peuvent ne pas être dans le domaine public. Vous devrez peut-être acquérir les fichiers de données appropriés afin d'utiliser la transformation.

Ceci est équivalent à la transformation NAD27_to_CSRS_FME, inversée.

Le CSRS (Système canadien de référence spatiale) est l'équivalent canadien du HARN des États-Unis, c'est-à-dire une refonte très précise du NAD83 utilisant la technologie GPS. Comme le US HARN, les décalages sont de l'ordre de 1 à 2 pieds (40 centimètres).

Cette technique de conversion est mise en œuvre par une série de fichiers de décalage de grille de référence du format Canadian National Transformation. Contrairement à d'autres implémentations canadiennes, cependant, il y a plusieurs fichiers qui se chevauchent.

Vous pouvez choisir une transformation de secours pour spécifier comment les points de données en dehors de la couverture des fichiers de données existants doivent être traités.

Les fichiers de données sont générés province par province. Les fichiers individuels peuvent ne pas être dans le domaine public. Vous devrez peut-être acquérir les fichiers de données appropriés afin d'utiliser la transformation.

Cela équivaut à la transformation CSRS_to_WGS84.

Les autorités allemandes ont publié un fichier de données de décalage de grille pour transformer DHDN en ETRS89, applicable à la géographie allemande. Bien que ce fichier couvre toute l'Allemagne, il ne convient que pour des usages spécifiques.

Cela équivaut à la transformation DHDN/BeTA_to_WGS84.

Noter: Le nom officiel peut utiliser la désignation ETRF89 au lieu de ETRS89.

L'Espagne a adopté la technique canadienne pour définir le passage du système de référence européen de 1950 (ED50) au référentiel terrestre européen de 1989 (ETRF89).

Ceci est équivalent à la transformation ED50-IGN.ES_to_WGS84.

Obsolète. Cette méthode a produit des résultats incorrects jusqu'à FME2013, lorsque le support a été supprimé.

Les différences entre GDA94 et WGS84 sont minimes. De plus, un moyen généralement accepté de conversion entre GDA94 et WGS84 est inconnu des auteurs du système de conversion de coordonnées. Cette technique n'apporte rien.

Cela équivaut à la transformation GDA94_to_WGS84.

HARN (High-Accuracy Reference Network) est également connu sous le nom de HPGN (High-Precision GPS Network) : les deux termes font référence au NAD83/91, qui est une refonte du NAD83 à l'aide de la technologie GPS (puisque le GPS n'était pas fonctionnel en 1983 ). Cette sélection de technique implique l'utilisation des algorithmes et des fichiers de données du programme NADCON de l'U.S. National Geodetic Survey pour effectuer le décalage entre NAD83 et HARN.

Comme pour la technique NADCON, cette transformation repose sur l'existence de fichiers de données qui définissent le décalage en divers points géographiques dans un format de grille. Comme c'est le cas avec les fichiers de données NAD27/NAD83 NADCON, ces fichiers de données viennent par paires et sont dans le domaine public.

Tous les fichiers de données utilisés dans cette transformation adhèrent à une convention de nommage spécifique (telle que publiée par le National Geodetic Survey) : ils doivent avoir les extensions .LAS et .LOS appropriées, et les noms et emplacements doivent être correctement enregistrés dans les données géodésiques. Fichier catalogue. Ces fichiers chevauchent tous leurs voisins d'un montant substantiel.

Étant donné que des résultats différents pour le même point peuvent être obtenus en fonction des fichiers de données spécifiques utilisés, les utilisateurs doivent porter une attention particulière à l'ordre et au choix des fichiers. Par exemple, si la géographie avec laquelle on travaille est principalement en Ohio, le fichier Ohio HPGN doit être répertorié en premier dans le fichier catalogue. Cela fera en sorte que ce fichier de données aura préséance sur tous les autres en cas de chevauchement.

Les utilisateurs peuvent choisir une transformation de secours pour spécifier une définition de secours à utiliser lorsque des données de coordonnées non couvertes par les fichiers de données sont traitées.

Cela équivaut à la transformation HPGN_to_WGS84.

Cette méthode est utilisée pour transformer les données de l'ancien système de référence de Tokyo en système de référence géodésique japonais de 2000 (JGD2K). Les fichiers de données associés définissent la transformation et doivent être achetés auprès de l'Institut géographique du Japon.

Les fichiers de données, tels que fournis par l'Institut géographique du Japon, se présentent sous la forme de fichiers texte, sans garantie d'enregistrements de longueur fixe, et qui ne sont pas dans un ordre spécifique. Étant donné que le plus populaire de ces fichiers couvre tout le Japon, la taille de ce fichier particulier est assez importante (environ 12 Mo). FME convertira donc le fichier texte en une forme binaire lors de sa première utilisation.

Cela équivaut à la transformation JPNGSI-Grid_to_WGS84.

Le décalage de grille local DHDN vers ETRS89 est utilisé pour transformer les coordonnées à une échelle plus précise que le décalage de grille DHDN vers ETRS89 et ne couvre pas nécessairement toute l'Allemagne.

Cette transformation doit être configurée pour pointer vers les fichiers Grid Shift Binary (gsb) fournis par l'utilisateur requis pour exécuter la transformation NTv2 particulière requise. Pour effectuer la modification, cliquez sur Outils > Options FME > Systèmes de coordonnées.

Cela équivaut à la transformation DHDN/local_to_WGS84_local_grid_FME.

Les autorités autrichiennes ont publié un fichier de données de décalage de grille pour transformer MGI en ETRS89, applicable à la géographie autrichienne. Cela couvre toute l'Autriche.

Cette transformation doit être configurée pour pointer vers le fichier binaire de décalage de grille AT_GIS_GRID.gsb. Pour effectuer la modification, cliquez sur Outils > Options FME > Systèmes de coordonnées. Vous pouvez également placer le fichier AT_GIS_GRID.gsb à l'emplacement par défaut :

<FME_Install_folder>/Reproject/GridData/Autriche/AT_GIS_GRID.gsb.

Ce fichier, disponible gratuitement sur le site Web de l'Office fédéral autrichien de métrologie et d'arpentage, http://www.bev.gv.at, est nécessaire pour exécuter la transformation NTv2 particulière requise.

Cela équivaut à la transformation MGI/Grid_to_WGS84_FME.

Cette transformation représente l'intégration des algorithmes initialement publiés par le National Geodetic Survey of the US et Geomatics Canada sous les formes communément appelées programme NADCON et National Transformation (versions 1 et 2). C'est-à-dire que cette transformation est le moyen par lequel on passerait du système de référence nord-américain de 1927 (NAD27) au système de référence nord-américain de 1983 (NAD83).

Toutes les techniques encapsulées dans cette transformation reposent sur l'accès à des fichiers de données qui définissent le montant du passage de NAD27 à NAD83 sous forme de grille. Le système de conversion de coordonnées utilise des algorithmes identiques à ceux utilisés par les programmes respectifs publiés par le gouvernement pour interroger les fichiers de données et déterminer le décalage pour toute coordonnée donnée.

Les données de quart sont stockées dans un seul fichier de données pour la transformation nationale du Canada (l'une ou l'autre version) et aucun de ces fichiers de données n'est dans le domaine public. Le fichier NTv2 recommandé est distribué avec FME. Dans le cas des fichiers de données US NADCON, deux fichiers sont requis pour chaque région couverte. Un fichier contient le décalage de latitude et le second contient le décalage de longitude. Ces fichiers sont dans le domaine public et sont généralement inclus dans la distribution de ce produit. Si des mises à jour sont disponibles, vous pouvez utiliser les fichiers de données sous la forme exacte telle qu'ils sont publiés par le National Geodetic Survey.

Étant donné que la couverture des fichiers de données est limitée, le système de conversion de coordonnées utilise une technique de secours pour calculer les décalages de référence pour les coordonnées qui ne sont pas couvertes par les fichiers de données.

Selon la préférence US/Canada choisie pour FME, cela équivaut à NAD27_to_WGS84 ou NAD27_to_WGS84_Canada_FME.

La France a développé une technique pour définir le passage de la Nouvelle Triangulation de France (NTF) à la Référence Géodésique pour la France (RGF93). Cette technique utilise un seul fichier de grille appelé gr3df97a.txt qui doit être placé dans le dossier Reproject de FME pour fonctionner. À toutes fins utiles, RGF93 est considéré comme équivalent à WGS84.

Cela équivaut à la transformation NTF-G-Grid_to_WGS84.

Actuellement, les différences entre NZGD2K et WGS84 sont faibles. De plus, un moyen généralement accepté de conversion entre NZGD2K et WGS84 est inconnu des auteurs du système de conversion de coordonnées. Cette technique n'apporte rien.

Cela équivaut à la transformation NZGD2000_to_WGS84.

La Nouvelle-Zélande a adopté la technique canadienne pour définir le passage du système de référence géodésique de la Nouvelle-Zélande de 1949 (NZGD49) au système de référence géocentrique de la Nouvelle-Zélande de 2000 (NZGD2K). Cette implémentation est un peu plus simple dans la mesure où un seul fichier de données est utilisé.

Cela équivaut à la transformation NZGD49_to_WGS84.

Le décalage de grille ROME1940 à IGM95 est utilisé pour transformer les coordonnées entre ces deux références utilisées en Italie.


Pourquoi tant de transformations ?

Entre deux systèmes de coordonnées géographiques, il peut y avoir zéro, une ou plusieurs transformations. Certains systèmes de coordonnées géographiques n'ont pas de transformations connues du public car ces informations sont considérées comme ayant une importance stratégique pour un gouvernement ou une entreprise. Pour de nombreux GCS, plusieurs transformations existent. Ils peuvent différer selon les domaines d'utilisation ou les précisions. Les précisions reflètent généralement la méthode de transformation. Les méthodes basées sur des fichiers telles que NTv2 et NADCON ont tendance à être meilleures que les méthodes basées sur des équations telles que la traduction géocentrique et le cadre de coordonnées. Pour plus d'informations sur les méthodes, voir Méthodes de transformation géographique.

Quelle que soit la méthode utilisée, chaque transformation est conçue pour un domaine particulier et des arguments peuvent être avancés pour l'application de chaque transformation. Une considération importante est la cohérence, en utilisant la même transformation à chaque fois, pour transformer entre deux systèmes de coordonnées géographiques. En raison du grand nombre de transformations, les outils ArcGIS ne définissent généralement pas de transformation particulière pour une paire de systèmes de coordonnées géographiques. Pour obtenir la liste des transformations, méthodes et domaines d'utilisation disponibles, consultez ce fichier Geographic_transformations.pdf.


CORS - Transformations HARN - quelle est la méthode la plus précise - Systèmes d'Information Géographique


EQUIPE NATIONALE DE LEVAGE GEODETIQUE 14 RAPPORT
18 FÉVRIER 1997

Membres de l'équipe
Donna Amoroso
David Doyle
Steve Frakes
Kathy Milbert
Don Mulcaré
Jim Ray
Ron Taylor
Maralyn Vorhauer
Bill Wallace

EQUIPE 14 RAPPORT FINAL
Résumé

    Membres de l'équipe:
  1. Donna Amoroso
  2. David Doyle
  3. Steve Frakes
  4. Kathy Milbert
  5. Don Mulcaré
  6. Jim Ray
  7. Ron Taylor
  8. Maralyn Vorhauer
  9. Bill Wallace

L'équipe 14 a été mandatée pour résoudre les problèmes soulevés par l'achèvement en attente des réseaux de référence de haute précision (HARN) à l'échelle de l'État. L'opportunité que cela présente pour repenser l'adéquation du système de référence nord-américain 83 (NAD 83) et l'examen de l'adoption d'un nouveau système de référence basé sur le référentiel terrestre international (ITRF) était le principal objectif de l'équipe.
Les éléments suivants sont détaillés dans le rapport :
* Activités d'enquête et de sensibilisation
* Analyse des différentes options de réglage
* Justification d'une donnée basée sur l'ITRF
* Discussion des problèmes de mise en œuvre
* Activités de soutien recommandées
En reconnaissance du rôle du NGS dans la fourniture aux utilisateurs d'un système de référence de coordonnées uniforme et homogène, l'équipe 14 recommande ce qui suit :
*Un réajustement à l'échelle nationale des données NAD 83 d'ordre supérieur doit être effectué une fois que tous les HARN sont
terminé. Toutes les données HARN et de la station de référence en fonctionnement continu (CORS) doivent être incluses pour garantir un cadre national cohérent et fiable à environ 2 centimètres horizontalement. Tous les réajustements devraient être achevés d'ici l'an 2000.
* Un changement de politique visant à éliminer plusieurs balises de date pour les coordonnées devrait être mis en œuvre
immédiatement. Plutôt que d'aider les utilisateurs, les balises de date sont déroutantes pour eux. Au lieu d'une étiquette de date, une étiquette indiquant si une position est compatible ou non avec le HARN devrait être adoptée.
* Un système basé sur l'ITRF devrait être adopté pour remplacer à terme le NAD 83. L'ITRF devrait être adopté en raison de ses avantages de précision inhérents et de son lien plus étroit avec les informations d'orbite GPS.
* Le passage à un système ITRF devrait avoir lieu dans le contexte d'un effort d'éducation et de sensibilisation à grande échelle. Tous les efforts doivent être faits pour impliquer la communauté des utilisateurs dans la mise en œuvre de ce changement.
* Un directeur de projet doit être nommé pour assurer une approche cohérente et ciblée et assurer le succès du projet.

Section 2
Contexte, recherche et enquête
L'équipe a été créée pour examiner l'impact de l'achèvement imminent des réseaux de référence de haute précision (HARN) à l'échelle de l'État et les progrès de la technologie de positionnement et de navigation sur le système de référence actuel du système de référence nord-américain de 1983 (NAD 83). L'équipe s'est efforcée d'équilibrer les intérêts des utilisateurs en évitant les modifications inutiles des coordonnées avec l'obligation du National Geodetic Survey (NGS) de fournir aux utilisateurs un cadre de référence suffisamment précis et homogène pour répondre à leurs besoins à la fois maintenant et dans un avenir prévisible.
L'équipe comprenait des représentants des services géodésiques, de la recherche géodésique, de l'observation et de l'analyse et des divisions des systèmes de référence spatiale. La plupart des membres interagissent quotidiennement avec les utilisateurs des produits de données NGS.
L'équipe a cherché à mieux comprendre les implications de diverses options d'ajustement. Des présentations ont été faites à l'équipe par les personnes suivantes :
* Le Dr James Ray a parlé de l'ITRF, de son développement et de sa mise en œuvre par l'International Earth Rotation Service (IERS). Les avantages de précision et de cohérence de l'ITRF ont également été soulignés.
* M. Stephen Frakes a discuté des aspects techniques de la définition du NAD 83 et de la
l'ampleur des différences entre l'ITRF et le NAD 83. Le NAD 83 est fondamentalement défectueux dans le
sens qu'il a été mis en œuvre avant le développement du GPS.
* Mme Kathryn Milbert a discuté de l'ampleur des distorsions (horizontales) qui ont été
entre les HARN et le réseau de stations de référence en fonctionnement continu (CORS). Elle a également discuté de nos procédures actuelles d'analyse et de résolution des problèmes de réseau.
* Le Dr Dennis Milbert a discuté de son point de vue sur diverses options d'ajustement, l'existence de
problèmes persistants avec la composante de hauteur dans les régions du nord des États-Unis et développements dans l'utilisation des prévisions d'orbite en temps réel pour le positionnement au niveau décimétrique (ou mieux).
* M. William Strange a discuté de la discontinuité entre les HARN et le CORS. Le besoin, à
au minimum, fournir aux utilisateurs les moyens de combiner les positions CORS et HARN via un logiciel de transformation ou d'autres mesures a été souligné.
* M. David Zilkoski a parlé de ses expériences de mise en œuvre du système de référence vertical nord-américain de 1988 (NAVD 88). Il a souligné l'importance d'impliquer les groupes d'utilisateurs dans la prise de décision et les questions de mise en œuvre. En plus de ces présentations internes, les points de vue d'autres agences fédérales d'arpentage et de cartographie ont été sollicités, notamment le Bureau of Land Management (BLM), la National Imagery and Mapping Agency (NIMA), l'US Army Corps of Engineers (USACE) et l'US Commission géologique (USGS). Parmi ces groupes, l'USACE a été la seule agence à accepter l'invitation, fournissant à M. William Bergen un briefing à l'équipe concernant l'état actuel de l'USACE.
Activités. M. Bergen a exprimé le point de vue de l'USACE qu'un changement de système de référence n'aura pas d'impact significatif sur leurs activités, car la majorité de leurs opérations sont toujours liées au système de référence nord-américain de 1927 (NAD 27) !
Au cours des délibérations de l'équipe, les membres de l'équipe Dave Doyle et Ron Taylor ont demandé aux participants à la conférence annuelle GIS/LIS à Denver leur opinion sur le large éventail de questions techniques et politiques qu'un tel changement représenterait. Des représentants des quatre organisations membres de l'American Congress on Surveying and Mapping (ACSM), à savoir la National Society of Professional Surveyors, l'American Association for Geodetic Surveying, la Geographic and Land Information Society et la Cartographic and Geographic Information Society, ont été évalués sur la justification d'un tel changement et leurs points de vue sollicités. Ces groupes ont exprimé une vive inquiétude quant au fait qu'un changement de référence de l'ITRF entraînerait des « coordonnées du jour » et que la communauté de l'arpentage et de la cartographie pourrait ne pas être suffisamment impliquée dans le processus. Toutes les assurances ont été données que les questions liées à ce processus seraient traitées aux niveaux national et local.
Les conseillers géodésiques de l'État qui seront impliqués dans la mise en œuvre ont également été tenus au courant des travaux de l'équipe. Les conseillers Taylor et Mulcare étaient membres de l'équipe. D'autres conseillers ont fourni des commentaires par courriel et par téléphone. Une idée de la façon dont l'État et les agences locales réagiront à un tel changement a également été obtenue. Dans certains cas, comme le Minnesota et le Montana, une volonté claire de suivre l'exemple de NGS a été exprimée. D'autres, comme le Colorado, résisteront à de tels changements. La plupart des États maintiendraient probablement leurs opérations dans le NAD 83 en raison de
investissements dans le système de coordonnées State Plane actuel.
En ce qui concerne les implications qu'un tel changement de système de référence aurait sur le Canada, le membre de l'équipe Steve Frakes a contacté le Service géodésique du Canada. Pour s'assurer qu'il n'y aurait pas de malentendu sur leur position, leur réponse est citée ci-dessous :
"(Nous) serions intéressés à participer à un nouvel ajustement à un référentiel compatible avec les États-Unis. Cependant, nous ne serions probablement pas intéressés à nous éloigner du NAD 83. Nos plans sont de laisser nos coordonnées ACP et CBN actuelles inchangées jusqu'au tournant du siècle. Par conséquent, en ce qui concerne le calendrier, nous serions très probablement intéressés par un réajustement vers l'an 2000. »

Section 3
Options avec avantages et inconvénients
L'équipe 14 a commencé à discuter de diverses options lors de la troisième réunion de l'équipe, après avoir présenté des informations générales sur l'ITRF et l'état actuel des ajustements HARN de l'État lors des réunions précédentes. Les discussions sur ces options se sont poursuivies au cours des six réunions suivantes, et un consensus a été atteint lors de la réunion du 16 décembre 1996. D'autres discussions ont eu lieu lors des réunions suivantes pour clarifier les questions à présenter dans le rapport final. Ce qui suit est un résumé des options discutées, de la justification présentée et du consensus atteint, y compris la recommandation au comité directeur exécutif du NGS.
Option 1.
Aucun changement aux procédures NGS actuelles lorsque tous les HARN et les réajustements à l'échelle de l'État sont
terminé, ré-étiqueter à NAD 83 (XXXX).
Avantages
(1) Le NAD 83 est déjà largement accepté et fait partie de la législation de la plupart des États.
(2) Aucune nouvelle ressource (supplémentaire) requise.
(3) La plupart des utilisateurs « traditionnels », par exemple les géomètres et les ingénieurs, ne souhaitent pas un changement de coordonnées de 2 mètres.
Les inconvénients
(1) Distorsions de 5 à 6 cm possibles.
(2) Changer/améliorer les technologies (par exemple, CORS) augmentera la demande pour des précisions plus élevées.

L'équipe se rend compte que tous les "pros"s"s et "cons"s des différentes options n'ont pas le même poids. Dans ce cas, bien que de nombreux utilisateurs traditionnels ne soient pas favorables à un changement de coordonnées de 2 mètres, le grand nouvel ensemble d'utilisateurs dans la zone SIG/LIS n'est probablement pas dérangé par un tel changement.Dans de nombreux cas, cela n'aura pas d'impact sur leur application. La plupart ne seraient pas opposés à un changement tant qu'il était bien défini et expliqué. La demande de précisions plus élevées aura le plus de poids. Même les utilisateurs traditionnels finiront par se rendre compte que le NAD 83 n'est pas le mieux adapté pour des calculs GPS précis et que le statu quo (NAD 83) n'est pas le meilleur moyen de tirer parti des précisions que le GPS peut fournir.
Option 2.
A. Réajustez au niveau national tous les ordres B et mieux, en maintenant les sites CORS fixés à leurs coordonnées NAD 83 et ré-étiquetez les données comme dans l'option 1.
Avantages
(1) Supprimez la distorsion restante (jusqu'à 5-6 cm) entre le HARN et le CORS.
(2) Corriger les écarts entre les HARN causés par les méthodes fragmentaires utilisées dans leurs réglages d'origine, ce qui permettra d'améliorer les contrôles de position (2 cm) sur de très longues lignes.
(3) Éliminez la confusion causée par plusieurs étiquettes de référence.
Les inconvénients
(1) La plupart des utilisateurs n'ont pas besoin de ce niveau de précision et il peut être difficile à vendre.
(2) Le NAD 83 n'est pas compatible avec l'ITRF. Le système ITRF est mieux adapté au GPS.
(3) En réajustant uniquement l'ordre B et mieux, les discontinuités entre le HARN et le contrôle d'ordre inférieur s'aggraveront, ce qui affectera négativement les zones où la densification GPS de premier ordre vers le HARN s'est produite.

B. Identique à A, à l'exception de l'inclusion jusqu'au premier ordre (données GPS uniquement), en tant que couche distincte.
Avantages
(1) Maintiendra une cohérence maximale entre HARN et le réseau GPS de premier ordre.
Les inconvénients
(1) Nécessitera des ressources supplémentaires pour traiter les données supplémentaires.
C. Identique à A, sauf inclure jusqu'au premier ordre dans un calque séparé.
Avantages
(1) Maintiendra un réseau total de premier ordre cohérent avec le HARN.
Les inconvénients
(1) NGS ne dispose pas actuellement de logiciel pour traiter facilement une couche de données classiques qu'il faudrait développer et tester.
(2) La quantité d'analyses/calcul augmentera de manière significative avec l'ajout de données classiques.
D. Identique à A, à l'exception de l'inclusion de tous les GPS, en tant que couche distincte.
Avantages
(1) Maintiendra un réseau GPS cohérent avec le HARN.
Les inconvénients
(1) Il existe actuellement un certain nombre d'anciens projets GPS d'ordre inférieur avec des données douteuses qui pourraient nuire à la solution globale.
(2) Des analyses et des calculs supplémentaires seront nécessaires pour traiter le grand ensemble de données.
Bien qu'il y ait un certain avantage à supprimer les distorsions à l'un de ces niveaux (A, B, C ou D), si un réajustement à l'échelle nationale est effectué sur la référence NAD 83, il souffre des mêmes lacunes que celles indiquées
dans l'option 1. Le NAD 83 n'est pas compatible avec l'ITRF qui est mieux adapté aux réductions de données GPS et aux calculs d'orbite. Ainsi, l'équipe a rejeté les options 1 et 2.
Option 3.
Identique à l'option 2, y compris les sous-options A, B, C et D, à l'exception de l'utilisation des coordonnées ITRF au lieu des coordonnées NAD 83 pour définir la référence.
Avantages
(1) La nouvelle donnée sera entièrement compatible avec les paramètres de transformation ITRF qui seraient nuls à une époque particulière.
(2) Le nouveau référentiel sera entièrement compatible avec les orbites GPS précises. (Aucune rotation n'aurait besoin d'être appliquée aux vecteurs.)
(3) La nouvelle donnée sera entièrement compatible avec les réductions précises des données GPS.
(4) Le nouveau datum sera fixe et stable sur la plaque tectonique nord-américaine, similaire à EUREF et au nouveau datum mexicain.
Les inconvénients
(1) Une législation a été adoptée dans tous les États sauf six qui adoptent le NAD 83 comme référence officielle pour la cartographie, la cartographie et l'arpentage. De plus, la plupart des organismes fédéraux et le Canada ont adopté
NAD 83.
(2) Il y aura des changements de position importants dans tout le pays. Quelques exemples suivent - les décalages sont basés sur les paramètres de transformation de NAD 83 à ITRF94 :

Ville Delta Nord Delta Est Delta vers le haut
Bangor, moi 1,01 mètres 0,03 mètres -1,15 mètres
Baltimore, Maryland 0.86 -0.15 -1.30
Miami, Floride 0.52 -0.23 -1.64
Kansas City, Missouri 0.75 -0.63 -1.25
Seattle, WA 0.66 -1.09 -0.35
San Francisco, Californie 0.57 -1.14 -0.57
San Diego, Californie 0.55 -1.10 -0.79
Honolulu, HI 0.42 -1.52 0.36
Anchorage, AK 0.21 -1.22 0.44

L'option 3 est celle recommandée par l'équipe 14. La recommandation est d'inclure uniquement des stations GPS de haute qualité dans un réajustement à l'échelle nationale. La justification complète de cette option est documentée dans la section 4 de ce rapport.
Option 4.
Réajustez les données classiques d'ordre inférieur dans le système NAD 83 ou ITRF.
Avantages
(1) Supprimer les distorsions (jusqu'à 20 cm, peut-être plus dans certaines zones) causées par les limitations de nos procédures de mise en drapeau inhérentes à notre programme de réajustement d'état. Si les nouvelles normes de précision incluent le contrôle classique, nous verrons un modèle de précisions de réseau plus médiocres autour des périmètres de certains États où il y avait une mise en drapeau inadéquate.
Les inconvénients
(1) Des ressources supplémentaires en personnel et en logiciel/matériel seraient nécessaires pour
accomplir cette tâche.
(2) Les normes actuelles de précision de longueur seront, pour la plupart, toujours respectées. L'équipe estime que le temps et les ressources supplémentaires qui seraient nécessaires pour réajuster le contrôle d'ordre inférieur l'emportent sur les avantages de l'amélioration de la qualité de notre réseau d'ordre inférieur. Une transformation de référence n'éliminera pas les distorsions causées par une mise en drapeau inadéquate, mais devrait transformer de manière adéquate ces coordonnées du NAD 83 en ITRF. L'Equipe estime que cela répondra aux exigences de la grande majorité des utilisateurs de ces coordonnées.

Section 4
Justification de la référence ITRF
L'équipe 14 recommande l'adoption par le NGS d'un nouveau référentiel basé sur l'ITRF, tel que maintenu par l'IERS, pour les raisons suivantes :
* De plus en plus, l'accès aux référentiels géodésiques et la pratique de la géodésie et de l'arpentage reposent sur le GPS. Cette tendance est susceptible de s'accélérer.
* La nature du GPS est qu'il est global. L'ITRF est un système de coordonnées cartésiennes global, géocentrique à environ 1 centimètre près et précis au niveau de quelques parties par milliard (ppb). Il est défini par des solutions combinées utilisant les données VLBI, SLR, LLR, GPS et DORIS.
* Le système de coordonnées ITRF prend en charge les calculs d'orbite GPS et est cohérent avec les produits d'orbite GPS et d'orientation de la Terre, y compris à la fois la diffusion (au sein du système WGS84 désormais équivalent) et les orbites précises.
* Le développement de capacités de positionnement autonome basées sur des éphémérides et des correcteurs d'horloge précis en temps réel oblige à prendre en compte l'impact que la divergence entre les systèmes NAD 83 et WGS84 aura sur cette communauté d'utilisateurs croissante.
* Le système de coordonnées ITRF fournit une base pour des calculs de réduction des données GPS plus précis que ce qui peut être réalisé à l'aide du système NAD 83.
* Les utilisateurs de GPS de haute précision obtiennent régulièrement des précisions de positionnement supérieures à celles prises en charge par le NAD 83 (même en incluant les récents réajustements HARN).
* Le système de coordonnées ITRF a déjà été accepté comme base de nouveaux datums en Europe et au Mexique.
* Incontestablement, de plus en plus d'utilisateurs du GPS auront besoin d'un système de coordonnées comparable à l'ITRF et ne seront pas satisfaits des limitations du NAD 83.

Article 5
Mise en œuvre des données basées sur l'ITRF
L'équipe 14 recommande qu'un nouveau système de référence basé sur l'ITRF soit adopté par NGS pour remplacer à terme le système de référence NAD 83 existant. Nous reconnaissons qu'une grande communauté d'utilisateurs établie est satisfaite du NAD 83 et le conservera indéfiniment. Cependant, il est tout aussi clair que l'application généralisée et améliorée du GPS dicte une amélioration des données. Par conséquent, il sera nécessaire de finaliser le référentiel NAD 83 actuel et de le maintenir pendant la transition vers un nouveau référentiel basé sur l'ITRF. Concernant la réalisation et la maintenance du référentiel NAD 83, nous recommandons spécifiquement que :
* Le plan actuel de réalisation d'enquêtes HARN à l'échelle de l'État doit être poursuivi jusqu'à son terme et la politique actuelle de réajustement par morceaux des coordonnées NAD 83 lorsque les écarts dépassent 5 à 6 cm (horizontalement) doit également être poursuivie. Cependant, nous pensons que cet effort devrait être achevé d'ici l'an 2000. Si cette échelle de temps semble irréaliste, des ressources et des gains d'efficacité supplémentaires devraient être mis en œuvre pour accélérer la production selon les besoins. En outre, nous recommandons que lorsque toutes les données HARN ont été collectées, il y ait un réajustement national entièrement cohérent des données HARN et CORS pour s'assurer que le cadre de base NAD 83 est fiable à environ 2 cm (horizontalement).
* À partir de maintenant, la politique suivante devrait être adoptée pour les étiquettes de référence : il y aura
deux étiquettes, NAD 83 (Mise à niveau) et NAD 83 (Original). Le NAD 83 (Upgrade) fait référence au CORS
et les coordonnées HARN, ainsi que toutes les autres coordonnées NAD 83 qui sont ajustées pour être cohérentes avec CORS et HARN. NAD 83 (Original) fait référence à l'ajustement général de 1986, ainsi qu'à toute autre coordonnée ajustée pour être cohérente avec l'ajustement général de 1986.
* Lorsque les enquêtes HARN et les réajustements à l'échelle de l'État seront terminés et assimilés dans le système de référence NAD 83 (après un réajustement national complet des ensembles de données complets HARN et CORS), le système NAD 83 sera considéré comme finalisé et aucun autre ajustement des coordonnées ne sera effectué. . Cependant, NGS peut continuer à collecter des données ajustées à partir du réseau de densification des utilisateurs (UDN) pour les incorporer dans la base de données NAD 83.
* NGS préparera un rapport pour la communauté des utilisateurs qui documente les caractéristiques de précision du système de référence NAD 83 et sa relation avec d'autres systèmes de référence communs, y compris les systèmes ITRF et WGS84. En attendant, les préparatifs devraient commencer pour la mise en œuvre d'une nouvelle donnée basée sur l'ITRF :
* L'ajustement basé sur l'ITRF doit être effectué lorsque toutes les enquêtes HARN ont été complétées. Et, si possible, il devrait attendre que la composante de hauteur dans la couche nord des États se soit améliorée grâce à des observations supplémentaires.
* Il sera nécessaire de développer une stratégie d'ajustement qui inclut un ajustement rigoureux des données GPS d'ordre le plus élevé uniquement (éventuellement un ajustement segmenté ou éventuellement un ajustement Helmert Blocking). Seules doivent être incluses les observations GPS dont la précision est comparable à la précision interne du système ITRF, à savoir quelques centimètres en coordonnées 3D. Il peut être avantageux de procéder par étapes, en incorporant d'abord les données du réseau CORS, puis en incluant d'autres sous-réseaux.
* Les données d'ordre inférieur doivent être exclues de l'ajustement basé sur l'ITRF. De nouvelles coordonnées pour ces points seront plutôt générées à partir des coordonnées NAD 83 par une routine générale de transformation par éléments finis (analogue à NADCON), qui doit être développée.
* Les valeurs de coordonnées dans ce nouveau système seront distinguées selon qu'elles résultent de l'ajustement rigoureux ou par transformation à partir du NAD 83.
* La nouvelle donnée sera définie par la solution actuelle et l'époque de l'ITRF, quelle qu'elle soit au moment de l'ajustement. L'époque de référence sera signalée avec toutes les valeurs de coordonnées.
* L'équipe recommande que le nouveau système de référence soit défini avec des vitesses nulles sur la partie stable de la plaque tectonique nord-américaine, c'est-à-dire que le nouveau système de référence tournera horizontalement par rapport à l'ITRF par le mouvement connu de la plaque nord-américaine dans une rotation sans filet. Cadre.
* Les vitesses de tous les points du nouveau système de référence, exprimées dans un cadre sans rotation nette, devraient être disponibles pour les utilisateurs et comprendront deux éléments : la différence de rotation générale d'une plaque nord-américaine fixe par rapport à l'ITRF et tout mouvement local particulier (y compris verticale) qui peut être connue pour un point donné (si disponible).
* L'équipe suggère que la nouvelle donnée soit nommée "NAD 2000'', à condition que les approbations appropriées puissent être obtenues auprès des autorités canadiennes et mexicaines.
* NGS devrait préparer un rapport pour la communauté des utilisateurs qui documente la définition, la méthode de réalisation, la précision et d'autres caractéristiques du nouveau système de référence basé sur l'ITRF et sa relation avec d'autres systèmes de référence communs, y compris NAD 83 (moyenne sur l'ensemble du système) et WGS84 .
Article 6
Activités et politiques de soutien Un large soutien de la communauté d'utilisateurs traditionnels de NGS, ainsi que d'autres groupes d'utilisateurs de GPS, est essentiel pour le succès de ce plan. Par conséquent, l'équipe 14 recommande fortement une implication précoce et vigoureuse de la communauté des arpenteurs dans les comités ACSM et FGCS afin d'obtenir leur soutien. De même, il serait avantageux d'identifier et d'impliquer d'autres groupes concernés.
Plus précisément, l'équipe 14 recommande les activités et politiques suivantes pour préparer la mise en œuvre de la nouvelle donnée basée sur l'ITRF :
* Désigner un chef de projet comme poste à temps plein avec une note appropriée à la tâche. Le gestionnaire de projet dirigera une équipe de mise en œuvre composée de géodésiens, de programmeurs et de personnel de soutien, représentant toutes les composantes du NGS, y compris la Direction des services d'information et les conseillers d'État. Le NGS doit engager des ressources suffisantes pour le travail de l'équipe de mise en œuvre.
* Au sein de l'équipe de mise en œuvre, un comité sera formé pour évaluer quelles données GPS peuvent être directement incluses dans le nouvel ajustement de référence et lesquelles doivent être traitées comme d'ordre inférieur.
* L'équipe de mise en œuvre élaborera des normes et des critères pour guider les futures mises à jour des coordonnées dans le nouveau référentiel.
* Former des comités via ACSM et FGCS similaires à la mise en œuvre NAVD 88
comités d'avis et de consultation.
* Développer un atelier NAD 2000 et d'autres forums pour interagir avec la communauté des utilisateurs. Le site Web NGS WWW devrait être élargi pour fournir des informations précises et actuelles concernant la progression de ce changement de référence et sa mise en œuvre.
* Les conseillers d'État devraient recevoir des documents de présentation et des informations détaillées sur les implications des changements. Les conseillers doivent disposer des ressources nécessaires pour défendre et expliquer la justification et les modalités de l'adoption du nouveau référentiel. Les conseillers doivent présenter ou organiser des ateliers sur la nouvelle donnée dans le cadre de leurs tâches habituelles de sensibilisation.
* Développer et mettre à jour des logiciels d'ajustement et des logiciels de transformation.
* Créer des tables de base de données et des logiciels de chargement, et réviser la fiche technique.
* Travailler avec les autorités géodésiques canadiennes et mexicaines concernant les plans de référence coordonnés et l'accord général avec ces recommandations.


ITRF2014, WGS84 et NAD83

Le système de référence nord-américain de 1983 (NAD83) est utilisé partout en Amérique du Nord, à l'exception du Mexique. La dernière réalisation de la donnée au moment de la rédaction de cet article est NAD83 (2011) époque 2010.0. Cette réalisation aux États-Unis et en Alaska coïncidant est disponible via le National CORS (stations de référence en fonctionnement continu). Le nombre de sites CORS nationaux et coopératifs CORS augmente continuellement avec l'ajout de plusieurs nouvelles stations chaque mois.

Comparaison de l'ITRF, du WGS84 et du NAD83 (Source : GPS pour les arpenteurs-géomètres)
Année Réalisation (Epoque) A toutes fins utiles équivalent à :
1987 WGS 1984 (ORIG) NAD83 (1986)
1994 WGS84 (G730) ITRF91/92
1997 WGS84 (G873) ITRF94/96
2002 WGS84 (G1150) ITRF00
2012 WGS (G1674) ITRF08
2013 WGS (G1762) Se compare à ITRF08 et ITRF2014 à moins de 1 cm de la moyenne quadratique (RMS) globale si les époques sont les mêmes

Comme mentionné précédemment, dans le passé, nous n'avions pas à nous soucier du changement entre NAD83 (1986) et WGS84 tel qu'introduit en 1987, car l'écart s'inscrivait facilement dans notre budget d'erreur global. NAD83 et WGS84, différaient à l'origine d'un centimètre ou deux. Ce n'est plus vrai. Dans leurs nouvelles définitions – NAD83 (2011) et WGS84 (G1762) – diffèrent jusqu'à un ou deux mètres dans la zone continentale des États-Unis. D'autre part, ITRF08, ITRF2014 et WGS84 (G1762) sont pratiquement identiques si leurs époques (moment dans le temps) sont les mêmes. L'époque standard typique pour les deux est WGS84 (G1762) et ITRF08 est 2005.0. L'époque standard typique pour les deux ITRF2014 est 2010.0 NGS a développé un programme appelé Positionnement temporel horizontal (HTDP) pour transformer les positions d'une époque à une autre. Autrement dit, ce programme permet le déplacement de positions d'une date à une autre, la transformation d'un référentiel à un autre et supporte les réalisations récentes du NAD 83, ITRF et WGS84. Cela souligne le fait que les systèmes ITRF et WGS84 sont mondiaux et que leurs réalisations tiennent compte du fait que la terre est en mouvement constant en raison du déplacement des plaques tectoniques à travers le monde. Cependant, le NAD83 est fixé sur une plaque, la plaque nord-américaine, et se déplace avec elle. Par conséquent, le NAD83, dans la zone continentale des États-Unis, se déplace d'environ 10 à 20 millimètres par an par rapport aux réalisations des référentiels ITRF et WGS84.

La gestion du NAD83

Étant donné que la précision géodésique avec le GPS dépend du positionnement relatif, les géomètres continuent de s'appuyer sur les stations NGS pour contrôler leur travail, comme ils le font depuis des générations. Aujourd'hui, il n'est pas rare que les géomètres découvrent que certaines stations NGS ont publié des coordonnées en NAD83 et d'autres, peut-être nécessaires pour contrôler le même projet, n'ont des positions qu'en NAD27. Dans une telle situation, il est souvent souhaitable de transformer les positions NAD27 en coordonnées du datum plus récent. Mais, malheureusement, il n'y a pas d'approche mathématique en une seule étape qui puisse le faire avec précision. Les distorsions entre les positions originales du NAD27 font partie de la difficulté. Les coordonnées plus anciennes étaient parfois erronées jusqu'à 1 partie sur 15 000. Les problèmes liés à la déviation de la verticale, au manque de correction des ondulations géoïdales, aux mesures de mauvaise qualité et à d'autres sources ont contribué à des inexactitudes dans certaines coordonnées NAD27 qui ne peuvent pas être corrigées en les transformant simplement en un autre système de référence.

Transformations de NAD27 à NAD83

Néanmoins, diverses méthodes approximatives sont utilisées pour transformer les coordonnées NAD27 en valeurs NAD83. Par exemple, le calcul d'une translation locale constante est parfois tenté en utilisant des stations avec des coordonnées dans les deux systèmes comme guide. Une autre technique est le calcul de deux translations, une rotation et un paramètre d'échelle, pour des emplacements particuliers en fonction des latitudes et longitudes de trois stations communes ou plus. Les meilleurs résultats proviennent peut-être des expressions polynomiales développées pour les différences de coordonnées, exprimées en coordonnées cartésiennes ou ellipsoïdales à l'aide d'une transformation de Helmert 3-D. Cependant, en plus de nécessiter sept paramètres (trois décalages, une échelle et trois composants de rotation), cette approche est optimale lorsque des hauteurs ellipsoïdales sont disponibles pour tous les points impliqués. Lorsque des informations adéquates sont disponibles, des progiciels tels que le programme NGS NADCON peuvent fournir des coordonnées.

Même si une transformation locale est modélisée avec ces techniques, les positions NAD27 résultantes peuvent toujours être en proie à une précision relativement faible. L'ajustement NAD83 du réseau national est basé sur près de 10 fois le nombre d'observations supportant le système NAD27. Cette plus grande quantité de données, combinée à la qualité généralement plus élevée des mesures à la base du NAD83, peut avoir des résultats plutôt inattendus. Par exemple, lorsque les coordonnées NAD27 sont transformées dans le nouveau système, le décalage des stations individuelles peut être très différent de ce qu'indique la tendance régionale.En bref, lorsqu'ils utilisent simultanément le contrôle du NAD83 et du NAD27 sur le même projet, les géomètres s'attendent à des difficultés.

En fait, la seule méthode de transformation vraiment fiable est de ne pas se fier du tout aux coordonnées, mais de revenir aux observations d'origine elles-mêmes. Il est important de se rappeler, par exemple, que la latitude et la longitude géodésiques, comme d'autres coordonnées, sont spécifiquement référencées à une donnée donnée (cadre de référence) et ne sont pas dérivées d'une sorte de cadre absolu. Mais les mesures originales, incorporées dans un ajustement des moindres carrés correctement conçu, peuvent fournir les résultats les plus satisfaisants.

Densification et amélioration du NAD83

Les insuffisances des positions NAD27 et même NAD83 dans certaines régions sont des douleurs croissantes d'une relation fondamentalement modifiée. Dans le passé, relativement peu d'ingénieurs et d'arpenteurs étaient employés dans les travaux géodésiques. Peut-être la plus grande importance des données des divers levés géodésiques était-elle qu'elles fournissaient des points de référence précis auxquels la multitude de levés de moindre précision pouvait alors être liée. Cet arrangement a été clairement illustré par la conception de systèmes de coordonnées de plan d'état, conçus pour rendre le réseau de contrôle national accessible aux géomètres sans capacité géodésique. Cependant, la situation a changé. Le fossé entre la précision des levés locaux et les travaux géodésiques nationaux est pratiquement comblé par le GPS, ce qui a modifié les relations entre les géomètres locaux en pratique privée et les géodésiens. Par exemple, l'importance des coordonnées du plan d'état en tant que pont entre les deux groupes a été considérablement réduite. L'arpenteur d'aujourd'hui a un accès relativement facile et direct aux systèmes de coordonnées géodésiques eux-mêmes via le GPS. En fait, l'erreur probable de 1 à 2 ppm dans les réseaux de positions relatives dérivées du GPS dépasse fréquemment la précision des positions NAD83 destinées à les contrôler.

Réseaux de référence de haute précision

D'autres travaux importants dans ce sens ont été accomplis dans les programmes de super-réseau État par État. La création de Réseaux de référence de haute précision (HARN) étaient des entreprises coopératives entre le NGS et les États, et incluent souvent également d'autres organisations. La campagne s'appelait à l'origine Réseaux géodésiques de haute précision (HPGN). Un espacement des stations ne dépassant pas environ 62 milles et pas moins d'environ 16 milles était l'objectif de ces réseaux à l'échelle de l'État. La précision était censée être de 1 partie par million, ou mieux entre les stations. En d'autres termes, avec une forte dépendance aux observations GPS, ces réseaux étaient destinés à fournir des points de contrôle extrêmement précis, accessibles aux véhicules, régulièrement espacés, avec une bonne visibilité aérienne. Ces stations étaient destinées à fournir un contrôle supérieur aux vecteurs dérivés des observations GPS quotidiennes qui leur sont liées. De cette façon, les points HARN fournissent à l'utilisateur un moyen d'éviter tout besoin de déformer les vecteurs pour s'adapter à un contrôle inférieur. Cela se produisait parfois dans les premiers jours du GPS. Pour assurer davantage une telle cohérence dans le HARN, lorsque les mesures GPS étaient terminées, elles ont été soumises au NGS pour inclusion dans un réajustement à l'échelle de l'État du NGRS existant couvert par l'État. Des décalages de coordonnées de 0,3 à 1,0 m par rapport aux valeurs NAD83 étaient typiques de ces réajustements qui ont été conclus en 1998. L'aspect le plus important des positions HARN était la précision de leurs positions finales.

L'ajustement NAD83 original est indiqué avec un suffixe incluant l'année 1986 entre parenthèses, c'est-à-dire NAD83 (1986). Cependant, lorsqu'une réalisation plus récente est disponible, l'année entre parenthèses sera l'année de l'ajustement. La réalisation la plus récente est NAD83 (2011).


CORS - Transformations HARN - quelle est la méthode la plus précise - Systèmes d'Information Géographique

QUELQUES QUESTIONS SUR LES RÉFÉRENCES ET TRANSFORMATIONS DE RÉFÉRENCES

  1. Références
    1. Quelles sont les définitions des datums ?
    2. Quelle est la différence entre le NAD83 et le NAD83 (HARN) ?
    3. Quelle est la différence entre WGS 84 et GRS 80 ?
    4. Comment convertir entre NAD83 et WGS 84 ?
    5. Quelle est la différence entre le NAD83 et l'ITRF ?
    6. Depuis UTM, puis-je convertir vers n'importe quelle donnée que je veux ?
    7. Comment puis-je calculer la coordonnée en fonction de l'autre référence ? Dois-je d'abord convertir ECEF ?
    8. Quelle est la différence d'altitude lors du basculement entre WGS 84 et NAD 27 ?
    9. Les transformations conventionnelles entre les références n'utilisent qu'un décalage relatif entre différents référentiels, mais pas de rotation relative. Est-ce vraiment suffisant ?
    10. Un géoïde, tel que GEOID96 ou le modèle géopotentiel EGM96, est-il le même qu'un système de référence vertical, comme NGVD 1929 ou NAVD 1988 ?
    1. Quelle est la meilleure façon de calculer la distance orthodromique (en ignorant les différences d'altitude) entre 2 points ? (longue)
    2. Comment calculez-vous la latitude/longitude d'un point étant donné la latitude/longitude et la distance/le relèvement d'un autre point ?
    1. Qu'est-ce que la projection orthomorphique de Lambert ?
    2. Qu'est-ce que la projection de Gauss Krueger ?
    3. Existe-t-il des programmes pour convertir ECEF X,Y,Z en UTM X,Y ?
    1. Quelle est la donnée/projection de Curaçao ?
    2. Quelle est la donnée/projection de Sainte-Lucie, Antilles ?
    3. Quelle est la donnée/projection du Yémen ?
    4. Quelle est la donnée/projection de Porto Rico ?
    5. Quelle est la donnée/projection d'Israël ?

    donnée - toute quantité ou ensemble de telles quantités pouvant servir de référence ou de base pour le calcul d'autres quantités.

    référence géodésique - un ensemble de constantes spécifiant le système de coordonnées utilisé pour le contrôle géodésique, c'est-à-dire pour calculer les coordonnées des points sur la Terre.

    Au moins huit constantes sont nécessaires pour former une référence complète : 3 pour spécifier l'emplacement de l'origine, 3 pour spécifier l'orientation du système de coordonnées et deux pour spécifier les dimensions de l'ellipsoïde de référence.

    (Ces définitions et d'autres utiles sont incluses dans le National Geodetic Survey _Geodetic_Glossary_ disponible auprès du NGS Info Center et ailleurs. Le Info Center peut être contacté au 301.713.3242 (téléphone).)

    Comme on peut le voir à partir de la définition, une valeur de coordonnée est définie en fonction de la donnée dans laquelle elle est calculée.

    Pour une explication plus élaborée (et élégante), consultez l'excellent site Web du Dr Peter Dana à l'Université du Texas.

    par : Donald M. Mulcare [email protected] 20/03/98

    Le réseau de référence de haute précision (HARN) est un sur-ensemble de points déterminés par GPS avec une précision de 1 ppm ou mieux. Tous les États n'ont pas de HARN. Une fois qu'un HARN à l'échelle de l'État est terminé, le réseau de contrôle à l'échelle de l'État y est adapté.

    Un peu de contexte, au moment de son adoption en 1986, le NAD 83 n'incluait pas d'observations GPS. Comme le GPS permet une précision beaucoup plus grande, 10 ppm peut être obtenu de manière presque triviale, cela a montré les lacunes du système NAD 83. Le NGS, en coopération avec des États individuels, a lancé un programme de relevés GPS à un niveau de 1 ppm ou plus. Les travaux devraient être achevés fin 1997.

    Actuellement, il existe deux types de points NAD 83. L'un est le NAD 83 (1986) qui reflète l'ajustement national d'origine (qui *N'inclut PAS* le GPS). L'autre est étiqueté NAD 83 (####), le #### fait référence à la date de l'ajustement du réseau national. Ces désignations changeront sous peu pour exclure la date et simplement indiquer si le point a été ajusté au HARN.

    Nous (le National Geodetic Survey) n'avons pas de paramètres de transformation 3D en soi. Les transformations sont accomplies à l'aide d'un logiciel (appelé NADCON). Ce logiciel utilise une méthode dans laquelle les données géodésiques du premier et du second ordre dans la base de données NGS sont modélisées à l'aide d'un algorithme de courbure minimale (Briggs, 1974) pour produire une grille de valeurs. Des techniques d'interpolation simples sont ensuite utilisées pour estimer les "corrections entre le NAD 83 (1986) et le NAD83 "précis" (19xx).

    La précision de la transformation est estimée à 5-10 cm généralement aux États-Unis voisins.

    Le logiciel et la documentation peuvent être obtenus en accédant au site Web NGS : http://ngs.noaa.gov

    par : Maralyn Vorhauer [email protected] 5/9/97 ________________________________________________________________________________________

    L'US Army Corps of Engineers fournit GEOTRANS, un package de transformation de coordonnées, gratuit pour tout citoyen américain. GEOTRANS fonctionne sous Windows et sous Solaris.

    En une seule étape, GEOTRANS convertit entre l'un des systèmes de coordonnées suivants et entre plus de 100 références avec une précision.

    Géodésique (Latitude, Longitude)
    Cartésien 3D géocentrique
    Projection de Mercator
    Projection de Mercator transverse
    Projection Stéréographique Polaire
    Projection conique conforme de Lambert
    UTM
    UPS
    MGRS

    GEOTRANS est livré avec un manuel d'utilisation. Des tests pour les développeurs, de la documentation et des modules logiciels réutilisables en ANSI C et en tant que DLL sont également disponibles.

    Veuillez répondre à la Direction des exigences en matière d'information géospatiale et d'imagerie à [email protected] Nous n'enverrons pas les DLL, le code ANSI C ou les tests à moins que vous ne les demandiez spécifiquement.

    Ce logiciel vous est proposé par le Topographic Engineering Center, un laboratoire du US Army Corps of Engineer (http://www.tec.army.mil ).par : Dan Specht 25 septembre 1998 avec des corrections par Ray Caputo 18 juillet 2002.

    Réf : Système de référence nord-américain de 1983
    Papier professionnel NOAA NOS 2
    Charles R. Schwarz, rédacteur en chef
    Département du Commerce des États-Unis

    Je pense que la proposition de faire un "décalage de référence" entre NAD83 et WGS84 est une perte de temps. La différence entre les deux est la philosophie de la façon dont un système de référence inertiel doit être défini, et est ignorée par tous sauf une poignée de géodésiens qui travaillent à des niveaux de précision extraordinaires.

    L'ellipsoïde du système géodésique mondial de 1984 est défini par quatre constantes, l'une étant la "barre C sous 20" Coefficient harmonique normalisé du second degré du potentiel gravitationnel - le terme "J2" est calculé. L'ellipsoïde du système de référence géodésique de 1980 est défini par quatre constantes, l'une étant le facteur de forme dynamique "J2" - le terme "bar C sub 20" est calculé.

    Les modèles de géoïde (EGM96 contre GEOID96) produiront des différences significatives dans les séparations ellipsoïde/géoïde (verticales) pour l'Amérique du Nord, les positions horizontales ne refléteront rien au-delà des micro-fractions d'un millimètre au mieux.

    Les différences entre les axes semi-mineurs sont des variables de calcul (déPENDANTES secondaires) basées sur différentes définitions du champ de gravité. Elles sont appelées « constantes géométriques dérivées ». Le demi-grand axe de l'ellipsoïde WGS84 est connu avec une précision de plus ou moins deux mètres.

    Les transformations basées sur une différence dérivée d'un dixième de millimètre avec une précision constante de deux mètres sont, à mon humble avis, stupides.

    "Par conséquent, tant que ce qui précède est reconnu, on peut affirmer que WGS84 et NAD83 sont basés sur le même ellipsoïde."

    par : Clifford J. Mugnier [email protected] 07/02/98

    Si vous examinez le rapport technique DMA 8350.2, DOD WGS 84: Its Definition and Relationships with Local Geodetic Systems, daté du 30 septembre 1987, vous remarquerez que les paramètres de transformation entre NAD 83 et WGS 84 (deltaX, deltaY et deltaZ) sont tous nuls (0 ). Il y a une différence dans l'aplatissement de -0.00000016. (Voir page 7-24).

    Les parties classifiées du document sont vierges dans la version disponible auprès du National Geodetic Survey (NGS) Info Center au 301.713.3242 ou de la société commerciale NAVTECH au 1.800.NAV.0885 (et ailleurs)

    Pour compliquer l'affirmation selon laquelle la plupart des utilisateurs NAD 83 et WGS 84 sont équivalents, la décision de NIMA (anciennement DMA) de redéfinir WGS84 pour le rendre conforme à l'ITRF. Les informations ci-dessous ont été extraites d'un résumé NGS des cadres de référence précis des éphémérides des satellites.

    (Les codes sont utilisés dans le logiciel NGS.)

    13. WGS 84 (G730) Époque 1994.0 Utilisé par DMA de 0000 UTC le 2 janvier 1994 jusqu'à 2400 UTC le 28 septembre 1996 (réalignement de WGS 84 sur ITRF 91 en utilisant le GPS à la semaine GPS 730). [Livre bleu code 13]

    14. WGS 84 (G730) Epoch 1994.0 (Broadcast GPS Ephemeris) Utilisé par le DoD USAF du 29 juin 1994 au 28 janvier 1997. [Blue Book code 14]

    15. ITRF94 (époque 1996.0) Utilisé par NGS à partir de 0000 UTC le 30 juin 1996 jusqu'à 2400 le 28 février 1998. [Blue Book code 15]

    16. WGS 84 (G873) Époque 1997.0 Utilisé par NIMA (anciennement DMA) de 0000 UTC le 29 septembre 1996 jusqu'à aujourd'hui (réalignement de WGS 84 [G730] à ITRF 94). [Livre bleu code 16]

    17. WGS 84 (G873) Epoch 1997.0 (Broadcast GPS Ephemeris) Utilisé par le DoD USAF du 29 janvier 1997 jusqu'à aujourd'hui. [Livre bleu code 17]

    Le Naval Surface Warfare Center de Dahlgren, en Virginie, avait un rapport technique détaillant le réalignement le plus récent du WGS84 sur son site Web. Je n'ai pas l'adresse du site sous la main. Si vous ne parvenez pas à le trouver vous-même, veuillez en informer et je vous ferai suivre le lien.

    par : Donald M. Mulcare Courriel : [email protected] 3/12/98

    Une grande partie des informations ci-dessous était basée sur une version préliminaire d'un article reliant le NAD 83 à l'ITRF rédigé par Stephen Frakes du National Geodetic Survey.

    Le NAD 83 a été mis en œuvre en 1986 avec un ajustement combinant des données terrestres avec des données spatiales telles que les positions 3D du satellite Doppler et les vecteurs 3D du VLBI. Les paramètres globaux utilisés dans les décalages NAD83, X, Y, Z et les rotations X, Y plus l'échelle ont été fixés à des valeurs a priori basées sur le Doppler. La rotation Z a été définie par des azimuts astronomiques. Les rotations et l'échelle du VLBI ont été résolues comme moyen de comparer les différences systématiques entre les systèmes de coordonnées VLBI et NAD 83. Le réglage du NAD 83 n'incluait pas le GPS. Les positions déterminées dans cet ajustement sont étiquetées NAD 83 (1986). L'adoption du GPS a révélé des insuffisances dans le système qui ont conduit à des enquêtes de mise à niveau (décrites ci-dessous).

    Si votre question est de savoir comment les positions des stations de référence en fonctionnement continu (CORS) du National Geodetic Survey des États-Unis indiquées comme « NAD 83 Precise » ont été dérivées, elles ont été déterminées par une transformation à sept paramètres qui relie le système NAD 83 à l'ITRF.

    Il existe cependant une autre version des coordonnées NAD 83 qui font partie d'un programme de mise à niveau. En 1988, le NGS a commencé à mettre à niveau le système NAD 83 en effectuant des levés GPS de haute précision. Afin d'établir des stations de contrôle pour ces enquêtes de mise à niveau, les étapes suivantes ont été effectuées :

    1. Un ensemble de paramètres de transformation a été dérivé entre les stations NAD 83 VLBI et les coordonnées de la solution de 1989 de l'ITRF (ITRF 89) pour un ensemble d'une douzaine de stations communes. 2. L'échelle de l'ITRF89 a été acceptée. 3. Les paramètres de transformation dérivés, les translations et les rotations, mais pas l'échelle ont été appliqués à l'ensemble complet des positions de l'ITRF89 pour obtenir les valeurs NAD83 avec l'échelle corrigée.

    Les fiches techniques NGS indiquent la position de la station avec son datum. Les États dotés d'un réseau de référence de haute précision (HARN) afficheront la donnée sous la forme NAD 83 (####) le #### indiquant la date de l'ajustement. Une position NAD 83 (1986) est également indiquée sur la fiche technique. NAD 83 (1986) fait référence à l'ajustement NAD original.

    Pour une discussion sur la transformation NAD83 et ITRF, consultez

    Mais comme le montre cette note suivante, les paramètres de transformation ne sont pas universellement applicables.

    Veuillez noter que la transformation NAD83-ITRF94 définie par le document NGS américain ci-dessus ne s'applique pas au NAD83 au Canada. Au Canada, la transformation à l'époque E (années) des coordonnées géocentriques ITRF94 (Xi,Yi, Zi) aux coordonnées NAD83(CSRS) (Xn, Yn, Zn) est définie par (converti dans la même notation que NGS) :

    Xn = Tx + (1 + S)*Xi + Rz*Yi - Ry*Zi

    Yn = Ty - Rz*Xi + (1 + S)*Yi + Rx*Zi

    Zn = Tz + Ry*Xi - Rx*Yi + (1 + S)*Zi

    Tx = 0,9392 m - 0,0004 m/an * (E-1996.0)

    Ty = -1,9762 m + 0,0004 m/an * (E-1996,0)

    Tz = -0,5386 m - 0,0008 m/an * (E-1996,0)

    Rx = 13431e-11 rad + 25e-11 rad/an * (E-1996.0)

    Ry = 4497e-11 rad - 369e-11 rad/an * (E-1996.0)

    Rz = 5118e-11 rad - 11e-11 rad/an * (E-1996.0)

    Les différences canado-américaines entre les deux transformations sont :

    Delta Tx = -0,0346 m - 0,0004 m/an * (E-1994,0)

    Delta Ty = -0,0309 m + 0,0004 m/an * (E-1994,0)

    Delta Tz = 0,0100 m - 0,0008 m/an * (E-1994,0)

    Vous pouvez juger par vous-même si ces différences sont significatives pour vos applications. Pour plus d'informations et les transformations d'autres réalisations de l'ITRF, contactez la Division des levés géodésiques, Géomatique Canada <mailto:[email protected]

    Non. Vous devez d'abord accéder aux coordonnées géodésiques, effectuer un décalage de référence dans les coordonnées géocentriques avec une transformation à 3 ou 7 paramètres, puis retransformer aux coordonnées géodésiques, puis au système de grille que vous souhaitez sur le nouveau système de référence.

    Il existe un certain nombre de packages "gratuits" qui peuvent le faire pour vous sans avoir à vous soucier des détails si vos exigences de précision tolèrent une transformation boîte noire. Les packages courants sont NADCON du National Geodetic Survey et CorpsCon du Topographic Engineering Center SI VOUS TRAVAILLEZ AUX ÉTATS-UNIS. Des éléments de décalage de données étrangères sont disponibles sur le site NIMA sous le thème général "MUSE", le package spécifique est MADTRAN. Notez que le package NIMA est destiné aux exigences de précision modestes, il ne convient généralement pas aux échelles supérieures à 1:50 000. Les progiciels NADCON/CorpsCon conviennent aux applications à plus grande échelle, mais ne permettent toujours pas la précision des levés géodésiques. Vous, l'utilisateur, devez accéder aux exigences de précision de votre application. Si vous ne le savez pas, vous devez obtenir de l'aide avant d'aller plus loin.

    Ce truc devient profond rapidement. Je recommanderais un peu de recherche avant de "sauter" dans les décalages de données. Je publie une chronique (presque) mensuelle dans "Photogrammetric Engineering and Remote Sensing" sur "Grids and Datums". Chaque tranche est un continent et un pays différents.

    par : Clifford J. Mugnier [email protected] 25/02/98

    Vous allez dans le bon sens ! ECEF est indispensable. Convertissez la latitude/longitude en ECEF (en utilisant les paramètres corrects pour le sphéroïde sur lequel ils se trouvent), puis appliquez le dX,Y,Z, le facteur d'échelle (et les rotations si vous les avez). Obtenir les signes ici est vital! Dans certaines conversions, inverser les panneaux peut vous placer à +1 km de la bonne position. Utilisez la valeur ECEF résultante pour calculer lat & long sur le nouveau sphéroïde, en utilisant à nouveau les paramètres corrects.

    Pour vous donner un exemple, supposons que nous ayons un point à 25d 00m 00s de latitude sud, 141d 00m 00s de longitude est avec une hauteur sphéroïdale de 65,459m. C'est sur le système de référence géodésique australien 1984 (AGD84) (6378160, 1/298.25) Nous voulons convertir en WGS84 (6378137.00, 1/298.257223563) Le décalage de référence DE ADG84 à WGS84 est dX -116.00 dY -50.47 dZ141.690. Les rotations d'échelle et d'ampli ont été ignorées.

    La pos ECEF applique alors dXYZ donne
    -4495085.606 -116.00 -4495201.606
    3640048.551 -50.47 3639998.081
    -2679111.4.. 141.69 -2678969.710
    Cela donne une position WGS84 de
    24j 59m 55.0101s
    141j 00m 04.0020s
    81,417 m (ht sphéroïdal) (cela peut être légèrement décalé)

    Pour tous ceux qui essaient de répéter cela, veuillez ne pas m'envoyer d'e-mail si c'est légèrement décalé. Il s'agit simplement d'une approximation rapide et sale effectuée avec un logiciel conçu pour une transformation à 7 paramètres. -)

    Pour tous ceux qui souhaitent examiner sérieusement les transformations, je peux recommander la page de calcul Ausligs (URL ci-dessous)

    Il existe un certain nombre de feuilles de calcul Excel pour effectuer les calculs ci-dessus, etc.

    par : Doug Hall [email protected] 3/8/98

    Les cartes utilisant le système de référence NAD 27 utilisent également généralement le système de référence vertical géodésique national de 1929. Les altitudes sont mesurées par rapport au niveau moyen de la mer (MSL). Les deux références (horizontale et verticale) sont, pour l'essentiel, indépendantes l'une de l'autre.

    Les cartes utilisant le datum NAD 83 le plus récent (très similaire au WGS 84... à un mètre ou deux près) auront toujours essentiellement les mêmes altitudes au-dessus du MSL.

    Il est intéressant de voir comment fonctionne le GPS (basé sur WGS 84). Quatre satellites ou plus peuvent être utilisés pour déterminer trois dimensions de position et le temps. Les dimensions de position sont calculées par le récepteur en coordonnées Earth-Centered, Earth-Fixed X, Y, Z (ECEF XYZ). Lorsque plus que "les quatre meilleurs" satellites sont utilisés, cela s'appelle une solution surdéterminée.

    La plupart des récepteurs calculent (et stockent) les coordonnées géodésiques (dans WGS 84) de latitude, longitude et hauteur au-dessus de l'ellipsoïde (HAE). Les coordonnées WGS 84 sont transformées et affichées dans la référence de votre choix. Choisissez toujours la référence de la carte avec laquelle vous travaillez.

    La hauteur affichée sur la plupart des récepteurs GPS portables grand public est la hauteur orthométrique, la hauteur au-dessus du niveau moyen de la mer (MSL). Il est simple d'approcher le MSL dans le monde entier par interpolation du modèle GEOID (tableau) et en effectuant le calcul simple :

    Hauteur orthométrique (MSL) = HAE - Ondulation du géoïde

    Brown R G, Hwang P Y C, Introduction aux signaux aléatoires et au filtrage de Kalman appliqué, John Wiley & Sons, Inc., New York, 1992

    DMA TR 8350.2, Department of Defense World Geodetic System 1984 - DMA Technical Report, 2nd ed, Reprint, Navtech Seminars & GPS Supply, Inc., 1993

    Dana P H, Aperçu des systèmes de coordonnées, http://www.utexas.edu/depts/grg/gcraft/notes/coordsys/coordsys.html, Département de géographie, Université du Texas à Austin 1995, 1996, 1997

    Dana P H, Aperçu GPS, http://www.utexas.edu/depts/grg/gcraft/notes/gps/gps.html, Département de géographie, Université du Texas à Austin 1995, 1996, 1997

    Dana P H, Geodetic Datum Overview, http://www.utexas.edu/depts/grg/gcraft/notes/datum/datum.html, Département de géographie, Université du Texas à Austin 1995, 1996, 1997

    Manuel d'utilisation GeoExplorer, référence Trimble 21281-00

    Les décalages relatifs en termes de décalage de référence à 3 paramètres sont dus au fait que l'ordinateur à carte unique (sbc) des anciens récepteurs Doppler satellite de transit Magnavox 1502 ne pouvait accueillir ce modèle simple qu'en 1972 lorsqu'ils ont été mis en production. Lorsque le WGS72 Datum a été déclassifié en 1976, les 1502 ont été déclassifiés et vendus au public. C'est à ce moment-là que les gens ont commencé à comprendre ce qu'étaient les Datums. Considérant qu'avant cela, le matériel de positionnement le plus sophistiqué (absolu) était un théodolite astronomique de premier ordre avec un radio-chronomètre et un micromètre impersonnel qui, après deux soirées d'observations, vous obtenaient une position à +/- 100 mètres.

    C'est suffisant pour les petites régions et les petits pays si vous fournissez des tirs de canon Howizer de 155 mm ou si vous envoyez des missiles de croisière avec des ogives explosives. Il n'est généralement pas adapté aux applications géodésiques et à de nombreuses applications SIG si vous avez besoin d'une précision supérieure à +/- 25 mètres.

    Les trucs "gratuits" de NIMA sont destinés à détruire de grandes zones géographiques. Les compagnies pétrolières l'utilisent pour un positionnement de reconnaissance grossier. Les techniciens ignorants l'utilisent à mauvais escient pour une cartographie précise.

    Qu'est-ce qui suffit ? J'aime le Bursa-Wolfe Datum Shift à 7 paramètres et j'aime le Molodensky Datum Shift à 7 paramètres. Ceux-ci s'adaptent aux rotations dans les trois axes géocentriques ainsi qu'à un facteur d'échelle global. C'est généralement suffisant pour la plupart des petits pays.

    EGM96 est le dernier géoïde au monde. GEOID96 est le dernier géoïde spécifiquement pour les États-Unis d'Amérique. C'est un peu différent, mais ça vaut le coup si vous vous amusez avec des trucs verticaux à partir d'observations GPS.

    Ces géoïdes ne sont PAS les mêmes que NAVD88, certainement PAS NGVD29.

    La dernière nouveauté consiste à utiliser des récepteurs GPS de qualité géodésique et GEOID96 pour obtenir une verticale fiable aux États-Unis. Cependant, cela nécessite un certain nombre de procédures très spécifiques pour obtenir des résultats fiables à quelques centimètres près.

    Je renvoie une copie de ceci à M. Dave Doyle du National Geodetic Survey à Silver Spring, Maryland. M. Doyle peut vous aider mieux que moi, et il peut également vous référer à des spécialistes au sein de NGS concernant les spécifications du matériel, les options logicielles, les publications, etc.

    Ni le NAVD 88 ni surtout le NGVD29 ne sont exactement corrélés au géoïde, bien que le NAVD 88 soit une bien meilleure approximation. De plus, le concept de « hauteurs au-dessus du MSL » n'est vraiment applicable qu'aux petites îles, puisque le niveau moyen de la mer n'est pas une surface plane. Par conséquent, la plupart des pays se réfèrent en fait à des hauteurs au-dessus (ou au-dessous) d'un système de référence vertical défini (par exemple, NAVD 88). Le point de Cliff sur GEOID96 et EGM96 est également juste. EGM96 modélise la relation entre l'ellipsoïde WGS 84 et le géoïde global à environ +/- 1 m. Personnellement, je pense que c'est un peu optimiste, mais c'est ce que prétend la National Imagery and Mapping Agency (NIMA). GEOID96 relie l'ellipsoïde et le géoïde aux États-Unis contigus à environ 10 cm. Selon les exigences de précision, cela peut être suffisant. Si vos besoins sont compris entre 2 et 5 cm, je vous recommande de télécharger NOS NGS-58 - Guidelines for Establishing GPS-Derived Ellipsoid Heights à partir de notre site Web à l'adresse http://sinbad.ngs.noaa.gov/PUBS_LIB/pub_index .html .

    par : Dave Doyle [email protected] 14 octobre 1998

    Si la distance est inférieure à environ 20 km et que les emplacements des 2 points en coordonnées cartésiennes sont X1,Y1 et X2,Y2 alors le théorème de Pythagore

    entraînera une erreur de : moins de 30 mètres pour les latitudes inférieures à 70 degrés moins de 20 mètres pour les latitudes inférieures à 50 degrés moins de 9 mètres pour les latitudes inférieures à 30 degrés.

    Sinon, en supposant une Terre sphérique de rayon R (voir ci-dessous), et les emplacements des 2 points en coordonnées sphériques (longitude et latitude) sont lon1,lat1 et lon2,lat2 puis la formule de Sinnott (de RW Sinnott, "Vertus of the Haversine ", Sky and Telescope, vol. 68, n° 2, 1984, p. 159):

    a = sin^2(dlat/2) + cos(lat1) cos(lat2) sin^2(dlon/2)

    donnera des résultats mathématiquement et informatiquement exacts. Le résultat intermédiaire c est la distance orthodromique en radians.

    L'approximation de la Terre plate de Pythagore suppose non seulement que les grands cercles sont négligeablement différents des lignes droites, mais que les parallèles de latitude sont négligeables des grands cercles. Près des pôles, les parallèles de latitude sont non seulement plus courts que les grands cercles, mais aussi indiscutablement courbés. La prise en compte conduit à l'utilisation des coordonnées polaires et de la loi plane des cosinus pour le calcul de courtes distances à proximité des pôles : la formule de la Terre plate en coordonnées polaires

    d = R sqrt(a^2 + b^2 - 2 a b cos(lat2 - lat1)

    donnera des erreurs plus petites que le théorème de Pythagore pour les hautes latitudes, mais même à 88 degrés, l'erreur peut atteindre 20 mètres lorsque la distance entre les points est de 20 km.

    Un moyen NON FIABLE de calculer la distance sur une Terre sphérique est la loi des cosinus pour la trigonométrie sphérique

    a = sin(lat1) sin(lat2) + cos(lat1) cos(lat2) cos(lon2 - lon1)

    bien que cette formule soit mathématiquement exacte, elle n'est pas fiable pour les petites distances car le cosinus inverse est mal conditionné. Sinnott (dans l'article cité ci-dessus) propose le tableau suivant pour illustrer le propos :

    cos (5 degrés) = 0,996194698
    cos (1 degré) = 0,999847695
    cos (1 minute) = 0.9999999577
    cos (1 seconde) = 0.9999999999882
    cos (0,05 s) = 0,999999999999971

    Un ordinateur portant sept chiffres significatifs ne peut distinguer les cosinus de distances inférieures à environ une minute d'arc.

    Q5.1a : Quelle valeur dois-je utiliser pour le rayon de la Terre, R ?

    La forme de la Terre est bien approchée par un sphéroïde aplati avec un rayon polaire de 6357 km et un rayon équatorial de 6378 km. Toute valeur dans cette plage fera l'affaire, comme

    R = 6378 - 21 sin(lat) Voir l'AVERTISSEMENT ci-dessous !

    où lat est la latitude à laquelle se produisent la majeure partie de vos calculs, À CONDITION qu'une approximation sphérique soit satisfaisante.

    AVERTISSEMENT : La formule ci-dessus pour R ne donne qu'une approximation approximative du rayon de courbure. Selon Snyder ("Map Projections - A Working Manual", par John P. Snyder, US Geological Survey Professional Paper 1395, United States Government Printing Office, Washington DC, 1987, p24), le rayon de courbure varie avec la direction et la latitude dans le plan du méridien lui est donné par

    R' = a (1 - e^2) / (1 - e^2 sin^2(lat))^(3/2)

    où a est le rayon équatorial b est le rayon polaire et e est l'excentricité de l'ellipsoïde = (1 - b^2/a^2)^(1/2).

    Quand n'est-il PAS acceptable de supposer que la Terre est une sphère ?

    Voici un test rapide : calculez les valeurs de R produites par l'équation ci-dessus lorsque vous utilisez les latitudes les plus élevées et les plus basses qui se produisent dans votre analyse. Utilisez ces deux valeurs dans votre analyse. Si les différents résultats sont suffisamment différents pour vous amener à modifier votre action (ou votre recommandation, ou votre interprétation de l'implication des résultats, etc.), alors supposer que la Terre est sphérique n'est PAS correct.

    Dans la plupart des cas, il est tout à fait satisfaisant de traiter la Terre comme une sphère. Si nécessaire, un sphéroïde aplati peut fournir une meilleure approximation.

    La forme que prendrait la Terre si tout était mesuré au niveau moyen de la mer s'appelle le géoïde. Le géoïde ne varie pas plus d'une centaine de mètres au-dessus ou au-dessous d'un ellipsoïde bien ajusté, une variation bien inférieure à celle de l'ellipsoïde par rapport à la sphère. Le relief du terrain est rapporté par rapport au géoïde. (Paraphrasé à partir de la p. 11 du livre de Snyder cité ci-dessus.) Les distances à la surface du géoïde ne sont pas particulièrement significatives.

    Les distances à la surface du terrain, qu'elles soient géodésiques, sur route, en cross-country ou en ligne droite, dépendent du relief et de l'état des projets d'ingénierie. Par conséquent, le calcul est idiosyncratique et peu adapté aux approximations simples.

    Voici quelques notes sur le sujet qui peuvent vous aider. En résumé, modèle de terre sphérique, facile. Modèle ellipsoïde, vous avez besoin d'un programme embarqué tel que l'USGS "Inverse".

    MODÈLES DE TERRE ELLIPSODES. Les calculs de distance précis à l'aide de modèles terrestres ellipsoïdes tels que WGS84 sont complexes en raison de la double courbure de la surface d'un ellipsoïde. Vous ne pouvez même pas prendre le rayon local de la Terre pour un « simple » calcul de distance, car c'est le rayon de courbure qui compte, et non la distance par rapport au centre de la Terre. En raison de la double courbure de la surface de l'ellipse, le rayon de courbure local diffère entre E-W et N-S (et toute autre direction), vous voyez donc le problème ! Une sphère est beaucoup plus facile. Cependant, des programmes sur PC sont disponibles pour les distances sur l'ellipsoïde WGS84, comme le programme « inverse » du National Geodetic Survey (NGS) des États-Unis.

    Et un autre programme gratuit de Vic Fraenckel, disponible via ftp à partir de : ftp.wizvax.net/pub/personal/victorf Récupérez les fichiers INVERSE.ZIP et DIRECT.ZIP

    DATUM GEODETIQUE. La précision dépend également du fait que toutes les figures lat/long correspondent au même système géodésique avant que les calculs ne soient effectués. Pour de courtes distances utilisant le même type de carte pour dériver des coordonnées, ceci est généralement rempli, mais pour de longues distances, les références géodésiques pour les coordonnées seront différentes, et pour plus de précision, elles doivent être converties en une référence commune telle que WGS84 en un programme tel que le logiciel MADTRAN (Map Datum TRANsformation) du DMA américain, disponible via [email protected]

    MODÈLES DE TERRE SPHÉRIQUE. Pour des résultats moins précis mais pour faciliter le calcul, un rayon terrestre constant est parfois supposé. Par exemple, la Fédération Aéronautique Internationale (FAI) à Paris utilise un rayon d'exactement 6371 kilomètres. C'est approximativement le rayon d'une sphère qui a le même volume que l'ellipsoïde WGS84. Une méthode de calcul est donnée dans un de leurs documents :

    EXTRAIT DU CODE SPORTIF FAI SECTION 3 - PLANEURS ET PLANEURS MOTORISÉS

    2.2.13 Chaque degré d'angle au centre de la Terre, étendu vers le haut jusqu'à la surface de la Terre, équivaut à une distance de 1/360 ème de la circonférence de la " Sphère FAI ".

    En prenant Pi 3,141 592 654, et le rayon FAI de 6371 km, chaque degré équivaut à la distance suivante en kilomètres :

    2 Pi R / 360 = (2 x 3,141592654 x 6371) / 360

    = 111,192 926 645 km par degré sous-tendu au centre de la Terre.

    Pour un angle X sous-tendu au centre de la Terre entre deux positions A et B à la surface de la Terre qui sont définies en degrés (et degrés décimaux) de latitude et de longitude, la formule (en supposant une Terre sphérique) est :

    Cos X = (CosLatAxCosLatBxCos(Long A-Long B))+(Sin LatAxSinLat B)

    Un ordinateur ou un appareil de calcul doit être utilisé qui est capable de travailler à au moins 10 chiffres significatifs avant que les distances basées sur la formule ci-dessus soient prises en compte.

    La formule ci-dessus utilise des cosinus de très petits angles (chiffres proches de 1), elle peut être convertie en celle qui suit qui utilise des sinus (chiffres proches de zéro) qui produira généralement un résultat plus précis lorsqu'une calculatrice est utilisée qui a un flottant système de points :

    Sin X/2 = Racine carrée de toutes les expressions suivantes :

    (CosLatA x CosLatB x Sin^2((LongA-LongB) / 2) + Sin^2((LatA-LatB) / 2))

    (Notez que le symbole ^ désigne une fonction d'index, par exemple ^2 est au carré)

    Un ordinateur ou un appareil de calcul doit être utilisé qui est capable de travailler à au moins 7 chiffres significatifs avant que les distances basées sur la formule ci-dessus ne soient prises en compte.

    Les tableurs fonctionnent généralement à environ 15 endroits importants et doivent être préférés aux calculatrices portables lorsque la précision est requise.

    Pour convertir des km/mètres dans d'autres unités :

    1 Mile Nautique International = 1852 mètres exactement

    1 International Statute Mile = 1609.344 mètres exactement

    = 5280 pieds internationaux exactement

    1 International Foot = 0,3048 mètres exactement

    1 pied d'arpentage américain = 1200 / 3937 mètres exactement

    1 mètre = 3.280 839 895 01 pieds internationaux

    = 3.280 833 333 33 pieds d'arpentage des États-Unis

    (Source, US DMA TR 8350.2 deuxième édition)

    Enfin, quelques détails sur l'ellipsoïde WGS 84. On en trouve davantage dans des publications telles que le rapport technique américain DMA « DMA TR 8350.2 » intitulé « World Geodetic System 1984, sa définition et sa relation avec les systèmes géodésiques locaux ». Il s'agit d'une publication du domaine public d'un demi-pouce d'épaisseur et peut être obtenue auprès de l'US Geodetic Survey (USGS) à l'adresse :

    Services d'information de l'USGS,

    Denver, Colorado 80225, États-Unis

    Le prix en 1995 était de 37,5 dollars et comprenait une disquette du programme MADTRAN (non protégé par le droit d'auteur) pour la conversion des latitudes/longueurs entre plus de 100 systèmes géodésiques différents.

    a = 6378 137,0 mètres (demi-axe majeur, c'est-à-dire rayon équatorial, par définition)

    b = 6356 752,314 m (petit demi-axe, c'est-à-dire rayon polaire)

    Rapport d'aplatissement de l'ellipsoïde 1/f = 298,257 223 563 où f est l'aplatissement, par définition.

    Aplatissement f = 0,00 335 281 0665)

    La distance d'aplatissement (a x f) est de 21,38468575 kilomètres

    donc le rayon polaire b est (a - a/f) = 6356,752,314 m (demi-axe mineur)

    e est l'excentricité, où e^2 = 2f - f^2, donc e = 0,08181919

    (Le symbole ^ désigne une puissance, donc ^2 est au carré, et ainsi de suite)

    Rayon à latitude géocentrique donnée (Distance du centre de la Terre au Point concerné)

    r = 1 / (Cos GDlat x (racine [(1 / a^2) + (Tan GDlat^2 / b^2))] )

    r = racine [ (Cos^2 GD lat / a^2 ) + (Sin^2 GD Lat / b^2 ) ]

    Calculs. La latitude géocentrique (GC) est l'angle sous-tendu au centre de la terre, tandis que la latitude géodésique (GD) fait référence à la verticale locale au point sur l'ellipse. Ces deux latitudes sont les mêmes pour une sphère mais différentes pour un ellipsoïde.

    La latitude GD est utilisée pour la cartographie, c'est-à-dire que les lignes de latitude sur les cartes sont des latitudes GD, dérivées des mesures de la verticale locale et compensées pour les anomalies gravitationnelles afin d'être une vraie verticale par rapport au système de référence géodésique utilisé pour la carte (par exemple l'ellipsoïde WGS 84) . La conversion est :

    GC Lat = arctan (( b^2 / a^2 ) tan GD Lat )

    où a et b sont les rayons équatorial et polaire de l'ellipse considérée.

    denom1 = (cos(lon1)*cos(lat1)*cos(lon1)*cos(lat1) + cos(lat1)*sin(lon1)*cos(lat1)*sin(lon1) + sin(lat1)*(1.0 -e2)*sin(lat1)*(1.0-e2))

    denom2 = (cos(lon2)*cos(lat2)*cos(lon2)*cos(lat2) + cos(lat2)*sin(lon2)*cos(lat2)*sin(lon2) + sin(lat2)*(1.0 -e2)*sin(lat2)*(1.0-e2))

    angle = cos(lat1)*cos(lat1)*cos(lon2)*cos(lat2) + cos(lat1)*sin(lon1)*cos(lat2)*sin(lon2) + sin(lat1)*sin(lat2 )*(1.0-e2)*(1.0-e2)

    angle = acos(angle / (sqrt(denom1)*sqrt(denom2)) )

    /* le rayon approximatif est sqrt(MN) */

    distance = fabs(angle * sqrt( ((M1+M2)/2,0)*((N1+N2)/2,0) ))

    e2 = 1ère excentricité au carré = (a^2 - b^2) / (a^2)

    N1 = RADIUS_OF_CURVATURE_OF_PRIME_VERTICAL du premier point
    N2 = RADIUS_OF_CURVATURE_OF_PRIME_VERTICAL du deuxième point
    M1 = RADIUS_OF_CURVATURE_OF_MERIDIAN du premier point
    M2 = RADIUS_OF_CURVATURE_OF_MERIDIAN du deuxième point

    Pour travailler sur une sphère, définissez a=b, c'est-à-dire e2=0.0

    Pour WGS84, vous pouvez utiliser
    a = 6378137.0000000000 mètres
    b = 6356752,3142451793 mètres
    e2 = 0,0066943799901413165

    Voici un extrait d'un message publié à l'origine par David Haycraft.

    Fonction GreatCircleArcLength(ByVal lng1,lat1,lng2,lat2 as float) as float

    ' Calculer la longueur de l'arc de grand cercle passant par les points (lng1,lat1) et

    ' Les unités d'entrée sont des degrés décimaux.

    Vous trouverez la formule à distance à cet endroit : LE MATH FORUM

    Sujet : Distance entre deux points sur la Terre

    Fais attention. Si vous calculez la formule avec ACCESS de Microsoft, par exemple, les fonctions Cos (Cosinus) et Sin (Sine) renvoient le résultat à partir de l'angle radian, pas du degré. Vous devez donc traduire la valeur de votre degré avant par la multiplier par la valeur de PI et la diviser par 180. La formule complète en kilomètres est :

    979/180))+1))+2*Atn(1))*6371 EN KILOMÈTRES

    où A.lat et A.lon sont la latitude et la longitude du point A, B.lat et B.lon sont la latitude et la longitude du point B.

    Mathématiquement, la projection orthomorphique conique de Lambert est synonyme de la conique conforme de Lambert. Il n'y a pas de différence. Cependant, le terme "orthomorphique" est britannique classique et implique un problème considérablement différent pour l'utilisateur malheureux du progiciel susmentionné.

    La « définition américaine » définit une zone sécante par deux parallèles standard, et c'est la façon dont le Programme général de transformation cartographique (GCT P) est programmé et est utilisé par de nombreuses maisons de logiciels presque analphabètes (géodétiquement non lavées) dans le monde entier, en particulier les grands maisons de SIG insensées en Amérique du Nord. Fonctionne très bien aux États-Unis pour les systèmes de coordonnées State Plane sur NAD 1927 ou NAD 1988. Ne fait pas diddly ailleurs.

    La « définition britannique » définit une zone sécante par une latitude d'origine et un facteur d'échelle à l'origine.C'est une façon très différente de faire les choses et s'applique, pour la plupart, à chaque zone Lambert dans le monde entier en dehors des États-Unis et de ses possessions. Si les brillants gourous du logiciel ont utilisé GCTP comme moteur de transformation pour votre package d'application, tant pis pour vous. Faites la queue et peut-être que quelqu'un sera prêt à développer une solution de contournement pour votre projet, car vous payez suffisamment pour justifier un traitement VIP. (Leurs « solutions de contournement » sont la blague de l'industrie !)

    Les deux définitions donnent EXACTEMENT la même projection et le même système de grille si vous savez ce que vous faites.

    Maintenant, pour l'île de Bornéo, il y a deux Lambert britanniques. L'un est défini pour la Papouasie, Nouvelle-Guinée sur l'AS120 Tokang, Balik Papan Datum. C'est un vrai Lambert Conique Orthomorphique. (La latitude d'origine est en dessous de l'équateur, et est probablement répertoriée dans les informations marginales sur votre carte papier.) L'autre est définie pour la partie indonésienne de l'île et utilise Paga Hill 1939 Datum. Pour cet orthomorphe conique Lambert particulier, la latitude d'origine est définie à l'équateur (zéro degré) - à quel point un Lambert se convertit instantanément en un Mercator normal ! Par conséquent, si vous jouez avec le Bornéo indonésien, GCTP accueillera un Mercator. Si, par contre, vous vous amusez avec la Papouasie, la Nouvelle-Guinée Bornéo, vous êtes probablement dans le doo-doo profond.

    Système de coordonnées Gauss Krueger

    Il existe un site à Genève pour l'European Petroleum Studies Group (EPSG) qui fournit des données gratuites sur de nombreux systèmes de grille en Europe. A noter que la Suisse n'utilise pas de Transverse Mercator mais utilise un Rosenmund Oblique Cylindrical qui par hasard est déjà programmé dans PROJ4. L'utilisation européenne du Transverse Mercator est 100% Gauss-Kruger (u avec un tréma sur Kruger) depuis la Seconde Guerre mondiale. Avant la Seconde Guerre mondiale, il y a des trucs assez étranges (en Europe) qui ne se trouvent actuellement que dans les différentes colonies établies par les nations européennes.

    Les différentes formules qui composent la famille des troncatures transverses de Mercator se retrouvent rarement en anglais. La plupart des choses sont des langues allemandes et d'Europe de l'Est, parfois du français, de l'espagnol, de l'italien et du portugais. Un peu est en mandarin.

    par : Clifford J. Mugnier [email protected] 25/02/98

    Je ne sais pas s'il existe une feuille de calcul simple pour convertir ECEF X,Y,Z en UTM X,Y sur l'ellipsoïde WGS84, mais en utilisant 2 programmes, c'est possible :

    a) ECEF X,Y,Z to Lat, Long est téléchargeable sous forme de feuille de calcul MS Excel à l'adresse : http://www.auslig.gov.au/geodesy/calcs.htm

    Lat, Long to UTM est disponible en ligne à : http://www.geod.emr.ca/html-public/GSDapps/English/gsrug-gtou.html (Geodetic Survey - Software and Related Data Products Online Demonstration GSRUG Geographic to Universal Transverse Mercator (UTM)) ou téléchargez la feuille de calcul MS Excel sur : http://www.auslig.gov.au/geodesy/calcs.htm mais vous pouvez également télécharger Madtran.exe (DOS) à partir de : ftp://ftp.tapr .org/tapr/SIG/aprssig/files/dosstuff/

    NB ! http://www.auslig.gov.au/geodesy/calcs.htm toutes les feuilles de calcul sont basées sur l'ellipsoïde australien AGD66 ou GDA94, vous devez simplement changer les paramètres de l'ellipsoïde en WGS-84 :
    Sphéroïde : WGS-84
    Rayon équatorial (demi-grand axe) : 6378137.0000 m
    Aplatissement : 1/298.257223563
    Rayon polaire (axe semi-mineur): 6356752.3142 m
    Excentricité : 0,00669437999013

    Le Datum and Grid sur Curaçao a été créé en 1951 et utilise un Mercator transverse local. L'origine de la donnée est "DP 8" ("Dienst Punt 8" ou Survey Point 8). Les trucs que j'ai là pour les décalages de données WGS84 ont l'air vraiment, vraiment bons. (précision sub-centimétrique)

    Le Datum and Grid sur Curaçao a été créé en 1951 et utilise un Mercator transverse local. L'origine de la donnée est "DP 8" ("Dienst Punt 8" ou Survey Point 8).

    Pour transformer DE "Curacao Datum of 1951" EN "NAD83" (environ équivalent à WGS84) :

    dX = -265.766 mètres +/- 0.03 mètres
    dY = +109,445 mètres +/- 0,05 mètres
    dZ = -360.686 mètres +/- 0.10 mètres

    Ceci est basé sur mon analyse de trois points de premier ordre, la variance du poids unitaire était de 1,02 (c'est bien).

    DP35 X = 51 372,28 mètres
    Y = 59 011,79 mètres
    Z = 9,40 mètres
    Lat = 12* 11' 24.584" Nord
    Long = 68* 55' 25.002" à l'ouest de Greenwich
    Gauss-Kruger Latitude Mercator transverse à l'origine : 12* 31' 12.360" Nord
    Méridien central : 69* 59' 34,586" à l'ouest de Greenwich
    Fausse abscisse = 10 000 000 mètres
    Faux nord = 15 000 000 mètres
    Facteur d'échelle à l'origine = 1,0
    Ellipsoïde = International 1909 (Hayford), où a = 6 378 388,0 mètres 1/f = 297. -----------------------------NAD83- ----------------------------- DP35 Lat = 12* 11' 13.24352" Nord
    Long = 68* 55' 31.91039" à l'ouest de Greenwich Hauteur = -12.905 mètres 4.2 Quelle est la référence/projection de Sainte-Lucie, Antilles ?

    La projection et le système de référence de Sainte-Lucie, Antilles : Le système de référence géodésique classique actuel pour votre pays est « DOS 3 Lighthouse 1955 » établi par la Direction des levés d'outre-mer. (Ils font maintenant partie de l'Ordnance Survey of Great Britain.) Je n'ai pas les coordonnées de l'origine ni de l'azimut d'orientation, mais l'ellipsoïde est le "Clarke 1880, (Modified)" où a = 6 378 249,145 mètres, 1/ f = 293,465. La Grille associée est la « Grille BWI » des Antilles britanniques qui est basée sur la projection Mercator transverse de Gauss-Kruger sans troncature particulière. Le méridien central est à 62W, la fausse est à 400 km, le facteur d'échelle à l'origine est réduit à 1/2000. Les abscisses de votre pays sont toujours supérieures à 500 km, les ordonnées sont toujours supérieures à 1 500 km. (C'est beaucoup de chiffres pour votre île !!)

    Le "Vieux Fort" est un ancien Astro Datum connu pour exister, je pense qu'il est maintenant obsolète. C'est probablement "T 1 1949", qui est un banc de marée Mark dans cette ville.

    La cartographie 1:50 000 de votre pays est sur le système de référence nord-américain de 1927 et la grille est UTM. (C'est à l'usage de l'OTAN et est ignoré par les civils.) N'est-il pas réconfortant de savoir qu'ils sont prêts à « faire appel » à des tirs d'artillerie précis ? Civilisation moderne.

    Il y a quatre points GPS d'ordre "A" colocalisés à Sainte-Lucie, deux se trouvent dans votre ville de Castries. L'un est connu par M. Paul Boland (LS 61 G), l'autre est sur Mons Fortune (DCS 33). L'orientation vers le WGS84 est particulièrement bonne, mais aucune cartographie ou relevé local actuel n'est connu pour l'utiliser. Selon les rumeurs, l'Ordnance Survey envisage de changer les Antilles en WGS84, mais cela sera probablement mis en œuvre sur une très longue période. Lorsque votre cartographie actuelle au 1:2 500 devient désespérément obsolète, alors peut-être.

    En ce qui concerne le Yémen ensoleillé, on y trouve un certain nombre de données. L'Aden Datum de 1925 utilise la zone Aden Lambert (Clarke 1880). Le système de référence de Sanaa utilise le système de grille équidistante azimutale du Yémen (international), et des références avec des grilles inconnues existent comme :

    Datum Kamaran de 1926-27, Ras Karma Datum, Socotra, Socotra Datum de 1957 et Socotra Datum de 1964-65. Ces données locales étranges se trouvent toutes sur des îles et sont probablement des stations Astro basées sur l'ellipsoïde Clarke 1880 ou l'ellipsoïde International - en particulier pour les plus récentes.

    L'UTM pour la zone est basé sur le système de référence européen de 1950 (International Ellipsoid). Certains UTM peuvent être sur Clarke 1880, mais si c'est le cas, c'est probablement des trucs qui ont plus de 30 ans. Des rumeurs existent selon lesquelles certains éléments ont été produits sur WGS72, mais si cela est vrai, il ne s'agissait probablement que d'éléments sismiques à très grande échelle pour l'exploration géophysique. Ce truc ne montrerait probablement que des points de tir.

    Pour la cartographie au 1:100 000, les Britanniques ont produit plusieurs séries de cartes par l'intermédiaire de plusieurs agences différentes. Les Russes ont également utilisé l'ellipsoïde de Krassovsky qui est vraisemblablement référencé au système Pulkovo de 1942 Datum. Les éléments russes sont donc probablement basés sur les ceintures russes standard qui sont identiques à l'UTM, sauf que le facteur d'échelle à l'origine n'est PAS de 0,9996 mais plutôt de 1,0.

    Le système de référence de Porto Rico de 1901 est basé sur son origine au phare de l'île Cardona avec un azimut définissant la base sud-ouest de Ponce. Le Datum est référencé au même ellipsoïde que le NAD 1927 qui est le Clarke 1866. L'île est maintenant sur le NAD83, et les paramètres de la grille ont légèrement changé.

    Des informations sur TOUS les systèmes de grille JURIDIQUES des États-Unis, ses possessions et ses territoires sont disponibles gratuitement auprès du National Geodetic Survey des États-Unis. Essayez ( http://www.ngs.noaa.gov ). Il y a un logiciel disponible GRATUITEMENT là-bas ainsi que des sites de l'U.S. Geological Survey et également du U.S. Army Topographic Engineering Center (TEC) à Fort. Belvoir, Virginie.

    Tout sur ce sujet pour Porto Rico est disponible gratuitement auprès du gouvernement américain. L'homme qui en sait le plus sur ce sujet officiel est M. Dave Doyle [email protected] .

    par : Clifford J. Mugnier [email protected] 10/07/98

    La Palestine Datum de 1928 est référencée à l'ellipsoïde Clarke 1880 (modifié). Trois grilles se trouvent sur cette donnée en Israël, l'une est la grille civile Palestine 1923 (projection Cassini-Soldner) une autre EXTRÊMEMENT SIMILAIRE est la ceinture Palestine 1942 (Gauss-Kruger Transverse Mercator) - les ordonnées sont identiques, MAIS les abscisses changent avec la distance du méridien central. La zone Levant Lambert (1920) utilise le cube tronqué de l'armée française, également sur le système de référence Palestine 1928. Il existe une cartographie militaire plus moderne qui est UTM, European Datum 1950 référencée à l'ellipsoïde international, mais j'avais l'impression que ce genre de choses à l'échelle 1:50 000 était assez militaire.


    HARN ou HPGN

    Des efforts continus ont été déployés au niveau de l'État pour réajuster le système de référence NAD 1983 à un niveau de précision plus élevé en utilisant des techniques d'arpentage de pointe qui n'étaient pas largement disponibles lorsque le système de référence NAD 1983 était en cours d'élaboration. Cet effort, connu sous le nom de High Accuracy Reference Network (HARN) – anciennement High Precision Geodetic Network (HPGN) – était un projet de coopération entre le National Geodetic Survey (NGS) et des États individuels.

    Actuellement, tous les États, à l'exception de l'Alaska, ont fait l'objet d'une nouvelle enquête et des fichiers de grille de transformation pour 49 États et cinq territoires ont été publiés. Les points de contrôle qui ont été ajustés sont étiquetés dans la base de données du National Geodetic Survey comme NAD83 (19xx) ou NAD83 (20xx) où xx représente l'année de l'ajustement. Certains points ont été ajustés plusieurs fois et l'année peut ne pas être la même que celle du réajustement HARN d'origine. NGS n'a jamais publié de transformations pour convertir entre un HARN d'origine et des réajustements ultérieurs.


    Autres réajustements NAD 1983

    NGS maintient un réseau de référence de stations CORS. Cet ensemble de points de contrôle est étiqueté NAD 1983 (CORS96), et les points sont liés à l'ITRF par une transformation. Les autres points de contrôle géodésiques sont étiquetés avec l'année d'ajustement. Récemment, NGS a effectué un réajustement national. Tous les points de contrôle existants à l'exception des stations CORS ont été mis à jour et sont maintenant étiquetés NAD 1983 (NSRS2007). Le nom officiel du réajustement est National Spatial Reference System (NSRS) de 2007. Pour la plupart des États-Unis, les différences entre les coordonnées HARN et NSRS2007 sont de quelques centimètres. Pour cette raison, aucune transformation standardisée n'a été calculée et publiée pour convertir entre le NAD 1983 (NSRS2007) et les réalisations antérieures du NAD 1983. Plus d'informations sont disponibles sur le site Web du NGS.


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