§ 2. Форма та розміри Землі
Розгляд основних питань навігації пов'язаний із знанням фігури Землі та її розмірів. Фігура Землі має непрапільну форму, яка отримала назвугеоїд(земної). Геоїд є поверхнею, нормаль до кожної точки якої збігається з вертикальною лінією в цій точці.
Зі сферичних форм найбільш близькою до геоїду є еліпсоїд обертання, утворений обертанням еліпса PnEPs навколо його малої осі PnPs (рис. 1). Підбираючи відповідним чином параметри еліпсоїда обертання (велику а і малу півосі), можна домогтися, що його поверхня буде близькою до поверхні дійсної фігури Землі (геоїду).
Незначні відхилення при цьому не матимуть відчутного впливу на результати вирішення різноманітних математичних завдань на поверхні Землі, навіть при проведенні геодезичних та картографічних робіт високої точності.
Еліпсоїд обертання, поверхня якого досить близька до поверхні дійсної фігури Землі, називається земним сфероїдом, або референц-еліпсоїдом (еліпсоїдом віднесення) (1). Вісь обертання земного сфероїда (мала вісь 2b на рис. 1) та його екваторіальна площина збігаються з віссю обертання Землі та її екватором.
В астрономічних, картографічних і геодезичних роботах часто застосовують поняття ексцентриситет і стиснення земного сфероїда, що визначаються такими виразами:
Зв'язок між цими величинами виражається так:
Через незначне стискування земного сфероїда в судноводженні для більшості завдань форму Землі приймають за кулю однакового обсягу або однакової поверхні із земним сфероїдом. Так, радіус кулі однакової поверхні з еліпсоїдом Красовського R = 6371116 м; радіус кулі однакового обсягу з еліпсоїдом Красовського R = 6371109 м.
У СРСР всімгеодезичних та картографічних робіт прийнято розміри референц-еліпсоїда Ф. Н. Красовського.