Форма Земли

В выражении формы Земли, в геодезии существуют различные значения, в зависимости от точности, в которой размеры и форма Земли должны быть определены.  Фактическая топографическая поверхность является наиболее очевидной со своим разнообразием форм земельных и водных областей. По сути, это поверхность, на которой делаются все реальные измерения Земли. Однако, она не годится для точных математических расчетов, потому что формулы, которые необходимо будет принять во внимание для выявления всех неравномерностей, потребуют непомерно большого количества вычислений. Топографическая поверхность, как правило, это забота топографов и гидрографов.

Форма Земли

Пифагорейская концепция сферической Земли предлагает простую поверхность, с которой математически легко иметь дело. Много астрономических и навигационных расчетов используют сферу в качестве поверхности Земли. В то же время сфера является хорошим приближением к истинной фигуре Земли и удовлетворяющей многим целям, а ученым, заинтересованным в измерении расстояния охватывающего континенты и океаны, более точная цифра не требуется. Близкое приближение моделирования формы Земли, выступает как сжатый у полюсов (сплюснутый) сфероид или сжатый у полюсов эллипсоид. Идея плоской или ровной поверхности на Земле, однако, все еще приемлема для обследования небольших районов, поскольку местная топография более важна, чем искривление. В картографических исследованиях относительно небольших участков  не учитывается кривизна Земли. Для таких маленьких областей точные положения могут быть определены друг относительно друга, не рассматривая размер и форму Земли.

В середине-конце 20-го века, проводились исследования по улучшению точности рисунка Земли. Основным преимуществом (и мотивацией для финансирования, в основном - военных) этого повышения точности было обеспечение географических и гравитационных данных для инерциальной системы наведения баллистических ракет. Это финансирование также способствовало расширению геологической дисциплины, содействовало созданию и росту различных геолого-геофизических отделов во многих университетах.

Так как Земля сплющена у полюсов и выпукла на экваторе, геометрическая фигура, используемая в геодезии, чтобы быть в наибольшей степени приближенной Земле - сплюснутый сфероид. Сплюснутый сфероид, или сплюснутый эллипсоид, является эллипсоидом вращения, полученным вращением эллипса вокруг его короткой оси. Сфероид, описывающий фигуру Земли или другого небесного тела называется референц-эллипсоидом. Референц-эллипсоид Земли называется Земным эллипсоидом.

У космонавтов и геодезистов для описания Земли существуют два понятия - это эллипсоид вращения, с которым связана система геодезических координат и геоид, с которым связаны астрономические координаты. В геодезической съемке, вычисление координат геодезических пунктов обычно проводится на референц-эллипсоиде тесно приближенным по размерам и форме Земле в районе исследования. Фактические измерения на поверхности Земли с определенными инструментами, обычно проводятся на геоиде. Эллипсоид - математически правильная поверхность с определенными размерами. Геоид, с другой стороны, совпадает с той поверхностью, на которую действовали бы океаны, чтобы приспособиться к объединенному эффекту гравитации Земли (тяготение) и центробежной силы от вращения Земли. В результате неравномерного распределения массы Земли, поверхность геоида и эллипсоида является неодинаковой.