Учитывая, что поверхность океанов и морей составляет 71% поверхности Земли, а поверхность суши - только 29%, за теоретическую фигуру Земли принято тело, ограниченное поверхностью океанов в их спокойном состоянии, продолженной и под материками, и называемое геоидом.
Замкнутая поверхность, которая в каждой своей точке перпендикулярна к направлению силы тяжести, т.е. горизонтальна, называется уровенной поверхностью. Уровенных поверхностей может быть сколько угодно. В общем случае уровенные поверхности не параллельны друг другу. Уровенные поверхности никогда не пересекается. Каждая уровенная поверхность образует замкнутую фигуру без разрывов и складок, которая имеет настолько сложную конфигурацию, что математически не выражается.
1. Мировой океан
2. Земной эллипсоид
3. Отвесные линии
4. Тело Земли
5. Геоид
Геоид - уровенная поверхность, совпадающая с невозмущенной поверхностью морей и океанов, мысленно продолженная под материками. Поверхность геоида в каждой точке перпендикулярна отвесной линии. Для характеристики фигуры и размеров Земли ближе всего подходит тело, образованное вращением эллипса вокруг его малой оси, называемое эллипсоидом вращения или сфероидом. Вследствие вращения Земли сфероид приплюснут с полюсов и отношение a= называют сжатием сфероида. В России для геодезических и картографических работ приняты размеры земного сфероида по Крассовскому, близко совпадающие с размерами Земли
a=6 378 245 м, b=6 356 863 м, a=1:298,3
Различают общеземной эллипсоид и референц-эллипсоид.
Центр общеземного эллипсоида помещают в центре масс Земли, ось вращения совмещают со средней осью вращения Земли, а размеры принимают такие, чтобы обеспечить наибольшую близость поверхности эллипсоида к поверхности геоида. Общеземной эллипсоид используют при решении глобальных геодезических задач, и в частности, при обработке спутниковых измерений. В настоящее время широко пользуются двумя общеземными эллипсоидами: ПЗ-90 (Параметры Земли 1990 г, Россия) и WGS-84 (Мировая геодезическая система 1984 г, США).
Референц-эллипсоид – эллипсоид, принятый для геодезических работ в конкретной стране. С референц-эллипсоидом связана принятая в стране система координат. Параметры референц-эллипсоида подбираются под условием наилучшей аппроксимации данной части поверхности Земли. При этом совмещения центров эллипсоида и Земли не добиваются.
В России с 1946 г. в качестве референц-эллипсоида используется эллипсоид Красовского с параметрами: а = 6 378 245 м, a = 1/ 298,3.
В силу неопределимости фигуры геоида, квазигеоид выполняет роль вспомогательной поверхности при изучении физической поверхности Земли. Его фигура, в отличие от геоида, однозначно определяется по результатам измерений, совпадает с геоидом на территории Мирового океана и очень близко подходит к нему на суше, отклоняясь не более чем на 2 метра в высоких горах и на несколько сантиметров на равнинной местности.
