Il semble exister au Canada un nombre déconcertant de systèmes ou de cadres de référence spatiale, ce qui engendre naturellement la confusion.

Prenons le temps de les examiner un à un, sans toutefois se perdre dans des détails, afin de comprendre un peu mieux quels systèmes de référence sont utilisés à quels endroits ainsi que pourquoi et comment ils le sont.

Pour commencer, signalons que chaque système de référence utilise un ellipsoïde différent. Compte tenu des dimensions de la Terre, les différences entre ces modèles mathématiques sont en réalité très petites (environ 70 mètres), mais elles peuvent avoir une incidence importante sur les coordonnées.

Le NAD27 - le système utilisé avant 1986

Prenons l'histoire depuis le début. Le Système géodésique nord-américain de 1927 a été établi longtemps avant que nous soyons en mesure de localiser le centre de masse de la Terre par la poursuite de satellites en orbite autour de la planète.

Après le choix de l'ellipsoïde de Clarke de 1866 comme surface ajustée au mieux à la surface de la Terre pour l'Amérique du Nord, des observations astronomiques furent utilisées pour placer et orienter cet ellipsoïde en un point au centre des États-Unis.

C'était à l'époque la méthode classique d'établissement d'un système de référence local non géocentrique pour la planimétrie ou d'un cadre de référence. Des canevas rayonnaient de cet unique point de référence (appelé Meade's Ranch) à l'échelle de l'Amérique du Nord pour offrir l'accès à ce qui fut appelé le cadre de référence du NAD27.

Compte tenu de la technologie disponible à l'époque, c'était un très bon système, mais avec l'avènement de nouvelles technologies il est devenu nettement apparent qu'un système plus exact était nécessaire.

NAD 83 - Le système utilisé de 1986 à 1998

Le NAD83 est le système de référence spatiale actuellement adopté dans la plupart des juridictions et pour la plupart des applications au Canada comme aux États-Unis. Lorsque ce cadre de référence spatiale a été établi en 1986, on en a fait le cadre le plus géocentrique que permettaient les moyens disponibles à l'époque.

Pour la détermination du cadre de référence qu'est le NAD83, on s'est basé sur la RILB et les réseaux Doppler précis en Amérique du Nord et sur l'ensemble de la planète ainsi que sur l'ellipsoïde de référence GRS80.

Le cadre de référence du NAD83 a été à l'origine produit en exécutant une nouvelle compensation mathématique majeure de tous les canevas en Amérique du Nord. Alors que les États-Unis intégraient tous leurs canevas, depuis les réseaux géodésiques les plus précis jusqu'aux cheminements locaux et municipaux, le Canada ne tenait compte que du réseau géodésique de premier ordre.

Au Canada, les réseaux de moindre exactitude (canevas secondaires) ont été intégrés pendant les années suivantes pour éventuellement compléter le canevas du NAD83.

Comme dans le cas du NAD27, des progrès technologiques et de nouveaux levés ont permis d'améliorer les canevas existants et de nouvelles compensations ont à l'occasion permis de modifier les coordonnées des points de canevas.

Le système de référence est toutefois resté le même et le canevas n'a été ainsi qu'amélioré; c'est le processus qui est appelé gestion du réseau ou du canevas.

NAD27 vs NAD83

Le NAD83(SCRS) - le système utilisé depuis 1998 et pour l'avenir

L'histoire se répète et les progrès technologiques engendrent une version plus récente de notre Système canadien de référence spatiale. Depuis 1983, des solutions améliorées pour localiser le centre de masse de la Terre et un cadre de référence terrestre plus parfait ainsi que des progrès technologiques, et plus spécifiquement le GPS, ont été combinés pour produire une version "nouvelle et améliorée" maintenant appelée le Système canadien de référence spatiale (SCRS).

NAD83 et SGM84

SGM84? Les militaires américains exploitent la constellation de satellites du Global Positioning System (GPS) (système mondial de positionnement) constituant l'outil de positionnement, de navigation, de cartographie et d'arpentage qui s'imposera dans le future.

Tout comme nous disposons d'un cadre de référence en Amérique du Nord, qui est utilisé au Canada, le Global Positioning System (GPS) a son propre cadre de référence appelé le Système géodésique mondial de 1984 ou SGM84 (en anglais, World Geodetic System 1984 ou WGS84).

Lors des calculs qui ont abouti au cadre de référence du NAD83, tous les efforts possibles ont été tentés pour le garder exactement identique au cadre de référence SGM84 utilisé par le GPS. À l'époque les deux cadres de référence étaient essentiellement équivalents. La seule différence importante réelle entre les deux tenait au fait qu'il n'y a aucune matérialisation du SGM84 utilisable par le public sous forme de repères marquant des points dont les coordonnées sont publiées.

Le SGM84 est plutôt uniquement le cadre de référence pour le réseau de poursuite et les orbites diffusées des satellites du GPS.

Depuis, la position du centre de masse de la Terre a été déterminée de manière plus précise encore, ce qui fait que l'origine du système de référence SGM84 a été déplacée d'environ 2 mètres par rapport à sa position première.

Le NAD83 n'a pas suivi, ce qui fait que le NAD83 et le SGM84 ne coïncident plus comme ce fut le cas au départ.