Suivant l'article 2. i) de la loi du 25 juillet 2002 portant réorganisation de l'administration du cadastre et de la topographie (ACT), l'administration a dans ses attributions "l'établissement, la densification et la conservation des réseaux géodésiques nationaux en planimétrie, en altimétrie et en gravimétrie".
Par réseaux géodésiques on entend
« la matérialisation des systèmes de coordonnées de référence permettant de déterminer de façon univoque la position en 3 dimensions d'un point proche de la surface terrestre, ainsi que la valeur de g (force gravimétrique) en ce point »
Ainsi, l’administration gère trois réseaux géodésiques nationaux différents, notamment le système de coordonnées de référence planimétrique appelé LUREF LTM, le système de coordonnées de référence en altimétrie connu sous le nom NG95 et le système de référence en gravimétrie nommé GRAVILUX.
Afin de pouvoir être exploité dans un système d’information géographique, la position géométrique d’un objet doit être rattachée à un réseau géodésique permettant de référencer sa position de manière univoque dans un système de coordonnées de référence national.
Le système de coordonnées de référence national en planimétrie : LUREF LTM
Au Luxembourg, le système de coordonnées de référence planimétrique est connu sous l'acronyme LURES/LUREF (LUxemburg REference System/Frame) LTM (Luxembourg Transverse Mercator). Dans certains logiciels, on retrouve encore la nomenclature Luxembourg 1930 Gauss, respectivement EPSG 2169 pour décrire le système LUREF LTM.
Le système de référence LURES trouve son origine en 1930 avec la mise en place de la triangulation du Luxembourg exécutée par l’Institut Géographique Militaire de Bruxelles. Il en résultait, entre autre, un réseau de triangulation de 1er ordre, illustré ci-après :
Réseau de triangulation de 1er ordre.
Tous les points du réseau de triangulation de 1er ordre ont été calculés en coordonnées géographiques, basés sur l’ellipsoïde international de Hayford. Or, l’utilisation de ces points de triangulation dans le domaine cadastral requerra des coordonnées rectangulaires. A cette fin, la projection Luxembourg Transverse Mercator (LTM), encore appelée Gauss Luxembourg, a été adoptée. Il en résultait des coordonnées LTM dans le cadre de référence LUREF.
Aujourd’hui, LURES n’est plus réalisé à l’aide de bornes de triangulation mais grâce aux stations permanentes GNSS du SPSLux (Système de Positionnement par Satellite LUXembourgeois). Le système SPSLux permet de calculer des coordonnées en LUREF LTM en temps réel sur le terrain avec une précision dans l’envergure de quelques centimètres, tout en utilisant qu’un seul récepteur GNSS. Ainsi, SPSLux est devenu l’outil incontournable dans le cadre de la mensuration permettant de référencier toute information dans le système de coordonnées de référence national planimétrique. Le passage du système de référence national LURES vers le système de référence européen ETRS89 est assuré par un jeu de paramètres de transformation.
Complémentairement à SPSLux, le système de coordonnées de référence LUREF LTM est matérialisé par une centaine de points géodésiques répartis à travers le pays. Ces points sont documentés par un croquis de repérage indiquant les coordonnées (est, nord, hauteur) et un extrait d'une carte localisant le point. Cette documentation est gratuitement mise à disposition sur le geoportail national et opendata.lu.
Le système de coordonnées de référence national en altimétrie : NG95
A l'aide d'un récepteur GNSS et du service SPSLux, il est possible de déterminer une position tridimensionnelle en coordonnées LUREF LTM (Est, Nord, hLUREF). La hauteur hLUREF équivaut à une hauteur au-dessus de l’ellipsoïde Hayford international. Il s’agit donc d’une hauteur ellipsoïdale ne prenant pas en compte l’écoulement de l’eau, ayant une précision dans l’envergure de plusieurs centimètres.
Certaines applications, notamment dans le secteur de la construction, requièrent des hauteurs physiques, qui représentent une hauteur au-dessus du niveau de mer, respectant l’écoulement d’eau. Ces types de hauteurs (HNG95) sont réalisés par le système de coordonnées de référence altimétrique NG (Nivellement Général), composé de quelque 3000 repères (rivets) de nivellement fixes, de façon à ce que chaque chantier puisse être rattaché au système de référence national par une technique de mesure appelée nivellement et permettant d’atteindre des précisions millimétriques.
Les hauteurs hLUREF et HNG95 présentent une différence allant de +/- 5 à 15 cm. Pour des applications nécessitant des hauteurs nationales physiques, l’administration du cadastre et de la topographie recommande l’utilisation des hauteurs HNG95. Des renseignements complémentaires sont accessibles sous la rubrique Geodetic Datum.
La documentation standard pour un repère de nivellement consiste en un croquis de repérage indiquant les coordonnées (est, nord) respectivement la cote de nivellement, et un extrait d'une carte localisant le point. Cette documentation est gratuitement mise à disposition sur le géoportail national et opendata.lu.
Le système de réference national en gravimétrie : GRAVILUX
En 1996, l’administration du cadastre et de la topographie a établi un réseau gravimétrique d’environ 500 points. La densité moyenne de points gravimétrie est de 1 point / 5 km2. Sur chaque point ce réseau des mesures gravimétriques ont été faites par l’IGN Belgique avec des gravimètres relatifs. Un point central a servi de référence aux mesures relatives ; en ce point central, des mesures gravimétriques absolues ont été effectuées.