GeoPos GT références géodésiques 28 janvier 2015 Alain HARMEL
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1 Les référentiels géodésiques GeoPos GT références géodésiques 28 janvier 2015 Alain HARMEL
2 Les grandes étapes de la géodésie française la méridienne Paris Amiens (Picard) 1672 Observatoire de Paris méridienne de Cassini 1736 arc de Laponie arc du Pérou méridienne de France (Delambre et Méchain) 1795 Bureau des longitudes triangulation des Ingénieurs Géographes la Nouvelle Triangulation de la France 1957 Spoutnik. Naissance de la géodésie spatiale 1980 GPS 1988 IERS (Service international de la rotation de la Terre) 2000 adoption du RGF93. Le réseau GPS permanent
3 Une chronologie Académie des sciences Observatoire de Paris Bureau des Longitudes AIG (IERS,IGS ) Dépôt de la Guerre SGA IGN Picard Cassini I N lle TriangulaDon de la France RGF93 RGP Arcs Laponie Pérou Cassini III TriangulaDon des Ingénieurs Géographes Méridienne de France Delambre & Méchain Ere spaaale
4 Une chronologie du nivellement en France Ponts et chaussées NGF IGN Picard Loire - Versailles NGF Lallemand IGN69 Géoïdes ERNIT nivelle torique Niveau Egault Bourdalouë EVRS IVRS??? Ere spaaale
5 La méridienne de Cassini Paris Dunkerque 1 = toises Paris Collioure 1 = toises
6 L évolution des références géodésiques Académie des sciences Observatoire de Paris Bureau des Longitudes AIG (IERS,IGS ) Dépôt de la Guerre SGA IGN Picard Cassini I N lle TriangulaDon de la France RGF93 RGP Arcs Laponie Pérou Cassini III TriangulaDon des Ingénieurs Géographes Méridienne de France Delambre & Méchain Ere spaaale
7 L évolution des références géodésiques de la NTF au RGF
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9 SYSTEME GEODESIQUE «LOCAL» Géoïde Région d intérêt Modèle d ellipsoïde
10 La Nouvelle Triangulation de la France
11 La Nouvelle Triangulation de la France
12 Des observations
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14 Et des calculs (après 1970)
15 Système en usage en France : la NTF Jusqu en 2000, le système géodésique utilisé en France métropolitaine est le système NTF («Nouvelle Triangulation de la France») Système de référence : - bidimensionnel - Point fondamental : Paris-Panthéon - Ellipsoïde : CLARKE 1880 IGN a = m b = m - Méridien origine Paris-Observatoire( E de Greenwich) Système de coordonnées : - longitudes, latitudes en grades - Projection : X, Y Lambert I, II, III et IV Accès : - Réseau de points (en quatre ordres de précision équivalente) - Précision : 10-5 (soit 1cm par km)
16 1970 s 2000 s l ère spatiale 1970 s 2000 s L ère spatiale
17 Système de référence géocentrique 3) Axe OX tel que XOZ parallèle au Plan méridien du BIH (Bureau International de l Heure) X Z O 2) Axe OZ Axe de rotation terrestre conventionnel (CIO) Y 1) Origine O Centre de masse de la Terre 4) Axe OY OXYZ = trièdre direct => Interna*onal Terrestrial Reference System (ITRS)
18 Système de référence géocentrique : réalisation Z Une réalisation est obtenue par la connaissance de coordonnées de points matériels points géodésiques (réseaux) X O Y satellites GNSS Le réseau scientifique ITRF est une réalisation de haute précision (1 cm) Le couplage avec des stations GPS permanentes (IGS) rend son accès commode et fiable. => Interna*onal Terrestrial Reference Frame (ITRFyyyy)
19 RESEAU IGS (International GNNS Service) - Réseau mondial de staaons GNNS permanentes - SoluAons journalières, hebdomadaires - paracipaaon aux soluaons annuelles ITRF Orbites précises des satellites GNNS (posiaon cenamétrique en foncaon du temps)
20 International Terrestrial Reference System ITRF2008 / plaques tectoniques 4 techniques : VLBI / Laser satellite / GPS / DORIS
21 Réseau DORIS 54 stations, 30 pays Journée GeoPos janvier scientifique 2015 du Bureau des Longitudes 13 juin 2012
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23 Mouvement des plaques : pôle de rotation
24 Le système de référence européen ETRS89 ETRS89 = ITRS époque pour la plaque européenne (env. 3 cm / an NE) => Réalisa*on actuelle ETRF2000 dont on maitrise le lien avec les différents ITRFyyyy
25 ETRS89 France : RGF93 RGF93 1 ère réalisation Réseau de Référence Français (RRF) 1993 Solution RRF93.1 (ETRF93) GPS VLBI
26 ETRS89 France : RGF93 (2) RGF93 densification Réseau de Base Français (RBF) ~1000 sites Observations : PUBLICATION RGF93 : 1997
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28 Co-localisation NTF RGF93
29 NTF RGF93 : écarts à une transformation standard
30 Transformation NTF RGF93 : modélisation
31 NTF RGF93 : schéma de transformation NTF RGF93 app. RGF93 3 X Y Z 3 3 X Y Z + - X Y Z CARTESIENNES Τ0 Grille Intp Intp λ ϕ λ ϕ λ ϕ GEOGRAPHIQUES E N E N PROJECTION
32 Avec le RGF93, des projections associées (décret 2006) 3 E 49 N Y0 = N 6 5 X0 = N LAMBERT-93 CONIQUE CONFORME 9 zones γ = n (λ - λ 0 ) R = R 0 exp { - n ( 0 ) } = C exp { - n } = Ln [(1 + sin ϕ)/(1 - sin ϕ)] 1/2 - e Ln [(1 + e sin ϕ)/(1 - e sin ϕ)] 1/2 E = Es + R sin γ N = Ns R cos γ
33 Logiciel Circé
34 Le nouveau système : RGF93 A partir du 1er février 2001, le système géodésique légal en France métropolitaine est le RGF93 Système de référence : - tridimensionnel - Liaison au système de référence mondial (ITRS) : ETRS89 - Ellipsoïde : GRS80 a = m f = 1 / Méridien origine International (Greenwich) Système de coordonnées : - longitudes, latitudes en degrés sexagésimaux - hauteurs ellipsoïdales en mètres - Projection : E, N Lambert-93 (m), unique pour la France Conique conforme 9 zones Accès : - Réseau de Base Français (RBF) : 1032 sites - Réseau GPS permanent (RGP) - Exactitude : 1 à 2 cm (horizontale), 2 à 5 cm (verticale)
35 Réseaux spatiaux actifs
36 global européen national
37 International Terrestrial Reference System ITRF2008 Journée GeoPos janvier scientifique 2015 du Bureau des Longitudes 13 juin 2012
38 ITRF : co-localisation des techniques
39 RESEAU GNSS PERMANENT (RGP)
40 RGF ENTRETIEN DE LA RÉFÉRENCE NATIONALE - Améliorations spectaculaires des techniques et traitements GPS - longues séries temporelles (>10ans pour le RGP) - du centimétrique (<=5cm) à l infra-centimétrique (<1cm) - cohérence RGP et réseaux interpolés - accès + précis aux altitudes (RAF09 post NIVAG) - INSPIRE - interopérabilité transfrontalière -
41 RGF93 Accès 2009 : - RBF (dont RRF) - RGP Exactitude centimétrique < 5 cm
42 Re-calcul du RGP Bernese Solutions journalières - Antennes absolues - Troposphère a priori - Marées terrestres OK - Surcharges océan. FES Contraintes lâches IGS05 (1m) -
43 Des solutions journalières continues
44 Re-calcul du RGP Coordonnées et vitesses => ETRS89 (2009.0) ITRF2005 IGS05 ETRS89 (etrf2000) X Y Z E E E = X Y Z Δt Δt Δt +k Δt Δt + ( Δt) Δt Δt X Y Z Δt Δt 0 X Y Z (Δt = t k=π/180/ ) t =2009.0
45 réfection RBF ( ) Calcul 2009 (BSW5.0) Alignement RGP2009 Écarts horizontaux
46 réfection RBF ( ) Calcul 2009 (BSW5.0) Alignement RGP2009 Écarts verticaux
47 Rénovation RGF93 18/08/2010 Écarts planimétriques
48 Grille de conversion d altitude RAF09
49 Ecarts RAF98 RAF09
50 REGINA : REseau Gnss pour l IGS et la Navigation (CNES / IGN)
51 Système de référence géocentrique : réalisation Z O Y Une réalisation est obtenue par la connaissance de coordonnées de points matériels points géodésiques (réseaux) satellites GNSS X
52 Système de référence géocentrique 3) Axe OX tel que XOZ parallèle au Plan méridien du BIH (Bureau International de l Heure) X Z O 2) Axe OZ Axe de rotation terrestre conventionnel (CIO) Y 1) Origine O Centre de masse de la Terre 4) Axe OY OXYZ = trièdre direct Mais tout bouge!
53 PRECESSION NUTATION LUNI-SOLAIRE dω dt c = J dω dt c J c : Couple exercé sur le bourrelet équatorial ω : moment cinédque de la Terre ( J : moment d inerde) Mouvement général : PRECESSION Termes périodiques : NUTATION
54 PRECESSION NUTATION Q arcsec/an P M P V ( ~ ans ) P V P M
55 Mouvement du pôle pole (arcsec) y x 15 m
56 Mouvements tectoniques
57 Marées terrestres : Saint- Mandé 1 er mars cm
58 Marées terrestres : modèle vs PPP
59 PPP : SMNE 034 (03/02/2014) cm cm
60 Les références naaonales : liens à l ITRS (ou ETRS89) Territoire nom xtrfyy date plaque France métropolitaine RGF93 ETRF EU La Réunion RGR92 ITRF SO Guyane RGFG95 ITRF SA Mayo^e RGM04 ITRF SO St Pierre et Miquelon RGSPM06 ITRF NA AnAlles françaises WGS84 ~ITRF88 ~1988 CA An*lles françaises RGAF09 ITRF CA
61 Les AnAlles Ancien : Guadeloupe Fort Marigot Ancien : Guadeloupe Ste Anne Ancien : MarDnique Fort Desaix
62 Subduc*on sous les Pe*tes An*lles, Poster_OVSG_An*lles.pdf OVSG- IPGP, Eureka 1997
63 ANTILLES : RGAF09 (ITRF2005) vs WGS84(RRAF91) GUADELOUPE I05 (2009.0) 59 cm RRAF91 I05 (1989.0) - 42 cm MARTINIQUE I05 (2009.0) 66 cm RRAF91-12 cm I05 (1989.0)
64 EXEMPLE : UN MÊME VOL LIDAR SUR LES DEUX ILES POINTE A PITRE FORT DE FRANCE h G h M h RGAF 49 cm 16 cm 33 cm h (WGS84 MART) = 0 h (RGAF09) = 0 h (WGS84 GUAD) = 0
65 ALTITUDES
66 Une chronologie du nivellement en France Ponts et chaussées NGF IGN Picard Loire - Versailles NGF Lallemand IGN69 Géoïdes ERNIT nivelle torique Niveau Egault Bourdalouë EVRS IVRS??? Ere spaaale
67 Altitudes vs géométrie : «géoïdes»
68 Les références veracales naaonales France condnentale NGF/IGN69 Corse NGF/IGN78 Guyane NGG 1977 MarDnique IGN 1987 Guadeloupe (Grande- Terre et Basse- Terre) IGN 1988 Guadeloupe (Marie- Galante) IGN 1988 MG Guadeloupe (La Désirade) IGN 1992 LD Guadeloupe (Les Saintes) IGN 1988 LS Saint- Barthélemy IGN 1988 SB Saint- MarDn IGN 1988 SM Réunion IGN 1989 Mayofe SHOM 1953 Saint- Pierre- et- Miquelon DANGER 1950
69 Référence veracale européenne EVRF 2000
70 Modèle de géoïde mondial EGM 2008
71 Comparaison des références veracales en France Locale : IGN69, européenne EVRF2007, mondiale : modèle de géoïde EGM 2008 Saint Mandé Marseille EGM cm EGM cm EVRF EVRF 49 cm 49 cm IGN69 IGN69 15 cm AlDtudes plus «hautes» à Saint Mandé qu à Marseille?
72 Comparaison NIREF IGN69 Biais Nord-Sud - 24 cm au Nord + 4 cm au Sud 72/ 13/06/2013 NIREF, NIVELLEMENT DE RÉFÉRENCE 24
73 EGM 2008 pour les territoires? (recommandaaon INSPIRE ) Territoire référence HEGM - Hloc France condnentale NGF/IGN69 ~ - 70 cm Corse (Ajaccio) NGF/IGN78-96 cm Guyane (Kourou) NGG cm MarDnique (Fort de France) IGN cm Guadeloupe (Pointe à Pitre) IGN cm Réunion (Observatoire) IGN cm Mayofe (Dzaoudzi) SHOM cm Saint- Pierre(- et- Miquelon) DANGER cm
74 Modes d accès à la référence 3D («géodésie») Réseaux matérialisés
75 Modes d accès à la référence veracale («nivellement») Réseaux matérialisés
76 MERCI
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