地球表面幾何模型：
1、第一類
地球的自然表面，起伏不平、不規則，難以用乙個簡潔的數學模型表達。
2、第二類
相對抽象的面–大地水準面。假設當海水處於完全靜止的平衡狀態時，從海平面延伸到所有大陸下部，而與地球中立方向處處正交的乙個連續、閉合的水準面，這就是大地水準面。
水準面是乙個重力等位面。
對於地球連續空間而言，存在無數個水準面，大地水準面是其中乙個特殊的重力等位面，它在理論上與靜止海平面重合。
大地體：大地水準面包圍的形體
由於地質條件等因素的影響，大地水準面存在區域性的不規則起伏，並不是乙個嚴格的數學曲面，在測量和gis應用中仍存在極大的困難。
3、第三類
地球橢球體（參考橢球體）。它是乙個旋轉橢球體，可以使用精確的數學表達，所以在測量和gis應用中一般選擇乙個旋轉橢球體作為地球理想的模型，並稱為地球橢球。
地球橢球並不是乙個任意的旋轉橢球體。只有與水準面一致起來的旋轉橢球體才能用作地球橢球。地球橢球的確定很複雜。
由於不同的測量條件，不同的研究方法，得到的地球橢球不盡相同。下面是幾種常見的地球橢球：
wgs-84
2023年國際橢球(中國1980西安座標系採用)
海福特（中國1953以前採用）
克拉索夫斯基（中國2023年北京座標系採用）
有了參考橢球體，在實際建立地理空間座標系統的時候，需要指定乙個大地基準面將這個橢球體與大地體聯絡起來，在大地測量學中稱之為橢球定位。
所謂的定位，就是依據一定的條件，將具有給定引數的橢球與大地體的相關位置確定下來。這裡所指的一定條件可以理解為兩方面：
1>依據什麼要求使大地水準面與橢球體符合
2>對橢球體軸向的規定
參考橢球體的短軸與地球旋轉軸平行是參考橢球體定位的最基本要求。
強調區域性地區大地水準面與橢球面較好的定位，稱為參考定位。如我國1980西安座標系。
強調全球大地水準面與橢球面符合較好的定位，稱為絕對定位。如wgs-84座標系。
4、第四類
數學模型，在解決其他一些大地測量學問題時提出來的，如類地形面、準大地水準面、靜態水平衡橢球體等。
座標系統
對於球面座標系統，主要包括乙個地球橢球和乙個大地基準面。大地基準面規定了地球橢球與大地體的位置關係。
平面座標系統，除了包含與之對應的球面座標系統的基本引數以外，還必須指定乙個投影規則，即球面座標與平面座標之間的對映關係。
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