La position d’un point peut s’exprimer dans différents systèmes de coordonnées qui sont rattachés à différents cadres de référence (référentiel). De plus, les coordonnées changent avec le temps à cause de la dynamique de la Terre. Il importe donc de bien savoir comment effectuer des transformations entre des systèmes de coordonnées, des cadres de référence et des époques afin de maintenir une compatibilité entre les divers jeux de données.

• Transformation entre systèmes de coordonnées : Les formules mathématiques de transformation entre les systèmes de coordonnées sont exactes et ne changent pas la précision des coordonnées. Les coordonnées géographiques (latitude, f; longitude, l; et altitude, H ou h), cartésiennes (X, Y, Z), et de projections UTM, MTM et stéréographique (x, y, z) sont autant d’exemples de systèmes de coordonnées.
• Transformation entre cadres de référence : La transformation d’Helmert (avec 7 ou 14 paramètres) est habituellement utilisée pour effectuer la transformation entre des cadres de référence géométriques tridimensionnels (3D). Même si les paramètres estimés ont chacun leur incertitude, la transformée assure une transposition exacte des coordonnées entre les cadres de référence. Lorsqu’on doit unifier les coordonnées de points venant de cadres de référence aux définitions différentes, on se sert normalement de grilles de décalages. Celles-ci sont générées à partir des différences de coordonnées à des points communs. L’exactitude de la transformation dépend hautement de la distorsion systématique entre les cadres de référence et de la répartition spatiale des points communs entrant dans la création de la grille. Les NAD 27, NAD 83 (original), NAD 83 (SCRS), ITRF, CGVD 28 et CGVD 2013 (CG2013A) sont autant d’exemples de tels cadres.
• Transformation entre époques : La transformation d’une époque à une autre est une opération relativement nouvelle. Encore récemment, tout mouvement de la croûte terrestre était négligé, car la plupart des techniques d’observation étant fondées sur des mesures relatives (d’angles, de distances et de différences altimétriques) avec une exactitude plutôt faible à l’échelle continentale. De nos jours, les GNSS offrent une grande précision à l’échelle planétaire et permettent la détection des mouvements horizontaux et verticaux de la croûte terrestre. Comme les mouvements de la croûte ne sont pas homogènes à l’échelle d’un pays, des modèles de vitesses sont conçus sous forme de grilles.

Ressources naturelles Canada (RNCan) fournit aux utilisateurs des outils pour appliquer les trois types de transformations. Ces outils se présentent sous forme d’applications en ligne et bureautiques.

• TRX effectue des transformations entre des systèmes de coordonnées, des cadres de référence géométriques tridimensionnels et des époques.
• NTv2 effectue la transformation entre deux référentiels horizontaux par grille de décalages. Originalement, NTv2 n’effectuait que la transformation entre le NAD 27 et le NAD 83 (original). La NTv2 se prête aujourd’hui à plusieurs transformations régionales conçues par les organismes provinciaux (p. ex., entre NAD 83 [original] et NAD 83 [SCRS], entre ATS77 et NAD 83 [original]).
• GPS-H effectue la transformation entre deux composantes altimétriques, c’est-à-dire entre les altitudes ellipsoïdales (p. ex., NAD 83 [SCRS]) et celles d’un système de référence altimétrique (p. ex., CGVD 2013) ou entre les altitudes de deux systèmes de référence altimétrique. GPS-H permet également la transformation entre des systèmes de coordonnées.