Transcript GPS (2) - La géodésie - De la terre à la carte

LA GÉODÉSIE
DE LA TERRE À LA CARTE
Présentation de Patrice Bellanger du CDRP 64
© CDRP 64 – Formation au GPS – La géodésie - De la terre à la carte
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LA GÉODÉSIE
La géodésie est la science
de la forme
et de la dimension
de la terre
et de son champ de
pesanteur.
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La terre n’est pas ronde !
Sphère parfaite
Pôle nord
Aplatissement
environ 22 km
(sur un diamètre
polaire de
12 703 km)
Terre
Raison : force
centrifuge dégagée par
la rotation de la Terre
Pôle sud
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Les 3 surfaces de la terre
Le géoïde
L’ellipsoïde
La surface topographique
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LE GÉOÏDE
• Cherche à établir le « niveau zéro »,
• correspond +/- au niveau moyen des mers,
• et à son prolongement virtuel sous les
continents et sous les montagnes,
• tient compte de la force de gravité.
Définition officielle : surface équipotentielle du champ de
gravité* terrestre (= surface où la pesanteur* est identique).
* gravité = attraction entre les corps en raison de leur masse
pesanteur = gravité - force centrifuge de la rotation de la terre
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LE GÉOÏDE
Les effets de la gravité sur le géoïde :
• le géoïde remonte sous les montagnes
• il s’abaisse au-dessus des fosses marines
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L’ELLIPSOÏDE
• C’est un modèle mathématique qui se rapproche le
plus possible du géoïde : les méridiens sont des
ellipses, les parallèles sont des cercles parfaits.
• Pour éviter les déformations, ellipsoïde et géoïde
coïncident en un point fondamental qui dépend de la
zone d’intérêt (chaque pays a son ellipsoïde).
• En France, l’IGN utilise l’ellipsoïde de Clarke 1880
(anglais, né en 1828) : le point fondamental est situé
au Panthéon à Paris.
• Au plan mondial, l’ellipsoïde utilisé par le système
GPS est le WGS84 (world geodesic system 1984).
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DIFFÉRENCE GÉOÏDE / ELLIPSOÏDE
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DIFFÉRENCE ALTITUDE / ÉLÉVATION
Altitude H
C’est la distance entre
un point et sa
projection sur le
géoïde le long de la
verticale de pesanteur.
Les cartes IGN
donnent l’altitude.
Élévation h (= altitude ellipsoïdale ou GPS)
C’est la distance entre un point et sa projection sur l'ellipsoïde.
Le GPS (par les satellites) donne une altitude ellipsoïdale.
Ondulation du géoïde N = différence entre H et h.
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REPÈRES DE NIVELLEMENT
Les repères de nivellement
ont été posés par l’IGN sur
tout le territoire
(liste accessible sur le site
de l’IGN).
Il s’agit d’altitude au-dessus
du géoïde.
Montée au lac d’Arlet, passerelle sur le gave du Baralet
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DIFFÉRENCE ALTITUDE / ÉLÉVATION
En France,
l’altitude GPS
(satellites)
surestime
l’altitude
de 50 m
environ par
rapport au
géoïde :
N = 50 m env.
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ONDULATION DU GÉOÏDE
PARIS :
46,53 m
PAU :
49,29 m
BAYONNE : 48,42 m
Nombres positifs :
le géoïde est au-dessus
de l’ellipsoïde de la
valeur indiquée.
Site à visiter pour connaître la valeur de l’ondulation du
géoïde :
http://earth-info.nga.mil/GandG/wgs84/gravitymod/wgs84_180/intptW.html
Correction automatique :
Les GPS récents (Garmin Etrex 30) opèrent une
compensation automatique de l’ondulation du géoïde.
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UNE BONNE CARTE, C’EST QUOI ?
C’est le choix d’un datum, constitué de :
– un ellipsoïde :
• avec un point fondamental, où l'ellipsoïde tangente le géoïde,
et un méridien origine ;
• exemples : ellipsoïde de Clarke (1880, France), ED 50 basé sur
ellipsoïde de Hayford 1909 (européen), WGS84 (international).
– et d’un système de projection :
• Lambert (français) ;
• Mercator (international).
Et l’utilisation d’un système de coordonnées :
– géographiques : latitude (angle par rapport à l’équateur), et
longitude (angle par rapport au méridien d’origine) exprimées en
degré, minutes, secondes ;
– cartésiennes, de type x y, liées à un point d’origine et exprimées
dans le système décimal (c’est le système UTM).
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LA PROJECTION
Consiste à passer de l’ellipsoïde (quasi-sphère) à une
surface plane (carte)
Projection conique conforme
Johann-Heinrich Lambert (1772)
Projection cylindrique transverse
Gérard Mercator (1512-1594)
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SYSTÈME
FRANÇAIS
(CARTES IGN)
Ellipsoïde de Clarke +
projection Lambert
3 zones pour la France + la Corse
Une projection Lambert 2
étendue a été créée pour
représenter la France entière
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SYSTÈME
INTERNATIONAL
(GPS)
Ellipsoïde WGS 84 (world
geodesic system) +
projection UTM (universal
transverse mercator)
La terre est découpée en
60 fuseaux de 6°
et 20 bandes de 8°
La France est couverte par 3 fuseaux
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LES TYPES DE COORDONNÉES
Les coordonnées géographiques (latitude,
longitude) sont exprimées en angles,
minutes et secondes (système sexagésimal)
par rapport à l’équateur et à un méridien de
référence (Greenwich).
Ex. PAU mairie (système WGS84) :
Degrés minutes secondes : 43° 17’ 40,6" N 0° 22’ 14,8" W
Degrés minutes décimales : 43° 17,674’ N 0° 22,246’ W
Degrés décimaux : 43,29457° N 0,37077° W
Les coordonnées cartésiennes, de type x, y, sont liées à un
point d’origine ou de référence et sont exprimées dans le
système décimal : c’est le système UTM.
Ex. PAU mairie (système UTM-WGS84, en mètres) :
30T 0713282E 4796884N
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LES ZONES UTM – WGS84
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LE SYSTÈME DE COORDONNÉES UTM – WGS84
Atlantique
123 km
Coordonnées de Bayonne,
Centre Nelson Paillou :
30T 623461 E – 4816083 N
Espagne
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LES CARTES IGN COMPATIBLES GPS
2 systèmes sont figurés :
• intérieur du cadre : le
système français NTF,
méridien de Paris,
projection Lambert III
(noir) et Lambert II
étendue (bleu),
• le système UTMWGS84 (carroyage et
chiffres bleus italiques
dans les marges
extérieures).
UTM
Lambert III
Lambert II étendu
Carroyage
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