Geoidi, malli maapallon kuvasta - ts. Planeetan koosta ja muodosta -, joka on yhtä suuri kuin valtamerten keskimääräinen merenpinta ja jatkuu mantereen alueilla kuvitteellisena merenpinnan pintana, jonka määrittelee vesitaso. Se toimii vertailupintana, josta topografiset korkeudet ja valtameren syvyydet mitataan. Maan tarkkaan lukuun ja sen määrittämiseen ja merkitykseen liittyvä tieteenala tunnetaan geodeesiana.
Geoidi on kaikkialla kohtisuorassa painovoiman vetämiseen nähden ja vastaa likimääräisen rengasmaisen pallon muotoa (ts. Litistetty pallo). Se on kuitenkin epäsäännöllinen paikallisten haudattujen massapitoisuuksien (poikittaissuuntainen sivuttainen homogeenisuus) vuoksi ja maanosien ja merenpohjojen korkeuserojen vuoksi. Matemaattisesti ottaen geoidi on potentiaalisesti potentiaalinen pinta; ts. sille on tunnusomaista, että potentiaalifunktio on koko laajuudessaan vakio. Tämä potentiaalinen funktio kuvaa maapallon massan painovoiman vetovoiman ja sentrifugaalisen heijastusvaikutuksen, joka johtuu maapallon pyörimisestä akselinsa ympäri.
Maan epäsäännöllisen jakauman ja siitä johtuvien painovoima-anomalioiden vuoksi geoidi ei ole yksinkertainen matemaattinen pinta. Siksi se ei ole sopiva vertailupinta maan geometriselle kuvalle. Maan vertailukuvina, mutta ei sen topografialle, käytetään yksinkertaisia geometrisia muotoja, jotka lähentävät geoidia. Moniin tarkoituksiin riittävä maapallon geometrinen esitys on pallo, jolle on ilmoitettava vain pallon säde. Kun tarkempi vertailukuva vaaditaan, vallankumouksen ellipsoidia käytetään kuvaamaan maan muotoa ja kokoa. Se on pinta, joka syntyy kiertämällä ellipsiä 360 ° sivuakselinsa ympäri. Ellipsoidiä, jota käytetään geodeettisissa laskelmissa edustamaan Maata, kutsutaan vertail ellipsoidiksi. Tämä vallankumouksen ellipsoidi on muoto, jota käytetään useimmiten edustamaan yksinkertaista geometristä referenssipintaa.
Vallankumouksen ellipsoidi määritetään kahdella parametrilla: semimajor-akselilla (maapallon ekvatoriaalinen säde) ja semiminor-akselilla (polaarinen säde) tai litistymisellä. Tasoittuminen (f) määritellään suuruuserona semimajor-akselin (a) ja semiminor-akselin (b) välillä jaettuna semimajor-akselilla, tai f = (a - b) / a. Maapallolla semimajor-akseli ja semiminor-akseli eroavat noin 21 kilometrillä (13 mailia) ja litistysaste on noin yksi osa 300: sta. Geoidin etäisyys parhaiten sopivasta pyörimisen ellipsoidista on noin ± 100 metriä (330 jalkaa); päiväntasaajan ellipsin kahden puoliakselin välinen ero maapallon kolmiakselisen ellipsoidin tapauksessa on vain noin 80 metriä.
Tässä artikkelissa tarkastellaan yksinkertaisten maapallon geometristen esitysten kehitystä antiikin kreikkalaisista alkaen. Sitten käsitellään geoidin käsitettä ja tapoja, joilla keinotekoisten satelliittien seuranta ja valtameren pinnan satelliittikartoitus ovat auttaneet maapallon muodon ja painovoimakentän geodeettisessa arvioinnissa. Lopuksi se osoittaa, kuinka tämä työ on johtanut hienostuneempiin arvoihin maan sädelle, massalle ja tiheydelle.
