При решении ряда геодезических задач требуется знать форму и размеры Земли, которая не является правильным геометрическим телом. Ее физическая поверхность очень сложная, ее невозможно выразить какой-либо математической формулой. Т.к поверхность воды, занимающая более 70% площади Земли под воздействием силы тяжести образует уровенную поверхность, перпендикулярную в каждой точке направлению силы тяжести. Линию, совпадающую с направлением силы тяжести называют отвесной линией.
Уровенная поверхность мысленно продолженная под материками образует поверхность геоида, а тело ограниченное этой поверхностью называется геоидом.
Однако из-за неравномерн ости распределения масс внутри земли поверхность геоида не является математической. Поэтому за математическую поверхность для Земли принимают эллипсоид вращения(наиболее близок к геоиду) и его называют земным сфероидом. Земной сфероид с определенными размерами и ориентированный определенным образом наз. референц - эллипсоид.
Размеры эллипсоида хар-ся линиями большой и малой полуосей.
a=6 378 245м
b=6 356 863м
α= (а — b)/а ≈1/300
Сжатие эллипса показывает степень отклонения эллипса от окружности. В России приняты размеры референц – эллипсоида вычисленные под руководством Красовского.
Положения точек земной поверхности на карте и плане определяют координатами. Наиболее часто пользуются географическими и прямоугольными координатами.
Географическими координатами являются широта и долгота точки. Широта точки М—угол, образованный отвесной линией, проходящей через точку М, и плоскостью экватора. Долгота — двугранный угол, образованный плоскостью начального меридиана, и плоскостью меридиана точки М.
Широты бывают северные и южные, изменяются от 0 до 90°. Долготы бывают восточные и западные, изменяются от 0 до 180°.