地球的形状
随着人类文明的发展，人们逐渐认识到:地球表面是一个高低不平、极其复杂的自然表面。高耸于世界屋脊上的珠穆朗玛峰与太平洋海底深邃的马里亚纳海沟之间的高低之差竟有近20km之多。现代测绘技术的发展，以及多年的人造地球卫星的观测结果表明，地球是一个极半径略短、赤道半径略长，北极略突出、南极略扁平，近于梨形的椭球体。这里所谓的近于“梨形”，其实是一种形象化的夸张，因为地球南北半球的极半径之差仅在几十米范围之内，这与地球固体地表的起伏，或地球极半径与赤道半径之差都在20km左右相比，是十分微小的，因此，太空中看到的地球正如图3-1所示。
图3-1 地球的形状
测绘工作的对象就是地球表面，由于地球自然表面凹凸不平，形态极为复杂，显然不能作为测量与制图的基准面。为了处理测量成果和测绘地(形)图，必须有一个统一的依据面来代替自然表面。因此，应该寻求一种与地球自然表面非常接近的规则曲面，来代替这种不规则的曲面。这种理想的规则曲面，是一个与静止海平面相重合的水准面。假想以这个水准面作为基准面向大陆延伸，并穿过陆地，最终形成了一个封闭曲面，这就是大地水准面，它包围的形体称为大地体。大地水准面接近于地球的自然表面，测绘工作都是以它作为依据的。大地水准面也不是一个规则的曲面，测量成果也就不可能在大地水准面上进行计算。
为满足测量成果的计算和制图工作的需要，选用一个同大地体相近似的、可以用数学方法表达的旋转椭球代替大地体。旋转椭球体是由长、短半径组成的椭圆沿其短轴旋转而成的。
图3-2表明在局部地段上地球的自然表面、大地水准面和地球椭球面的位置关系，图中箭头所指的方向即重力方向。(https://www.daowen.com)
图3-2 局部地段上自然表面、大地水准面和地球椭球面
地球椭球体有长轴和短轴之分。长轴即赤道半径，短轴即极半径。长轴与短轴之差除以长轴称为地球的扁率。地球椭球体的长轴、短轴测定是大地测量工作的一项重要内容。
经过长期的观测、分析和计算，各国学者计算出的地球椭球长短半径的数值有一定的差异。我国不同时期采用了不同的椭球体参数，见表3-1。
表3-1 我国不同时期采用的椭球体参数
