Il geoide è una superficie troppo complessa per essere utile ai fini della costruzione del reticolato geografico. L’ellissoide rappresenta invece un modello matematico che approssima e semplifica la forma del geoide, permettendo di operare su di esso con funzioni matematiche. L’ellissoide terrestre è la superficie generata da un’ellisse che ruota attorno al suo asse minore (ellissoide oblato)(*).
La direzione normale al piano tangente all’ellissoide per un suo punto si chiama verticale geodetica o normale.
Il primo ad ipotizzare che la Terra avesse una forma di ellissoide fu Newton, in base alla legge di gravitazione. Data la rotazione della Terra, le singole particelle che la compongono sono sottoposte sia alla forza di gravità che alla forza centrifuga dovuta all’inerzia. Le risultanti non incrociano il centro della Terra se non ai poli (dove la componente gravitazionale è massima e quella centrifuga è zero) e all’equatore (dove la componente della gravità è minima ed ha la stessa direzione della componente centrifuga ma verso opposto); il campo di forze complessivo tende a deformare la Terra sferica ad un forma di ellissoide oblato.
Nel corso degli ultimi due secoli sono stati adottati vari ellissoidi di riferimento più o meno efficaci nell’approssimarsi al geoide, definiti da misure sempre più precise degli assi polare ed equatoriale, dei parametri di gravitazione e dalla scelta della posizione del centro. Particolari ellissoidi “regionali” (ellissoidi locali) sono utilizzati in alternativa ad un ellissoide planetario (ellissoide terrestre), per avvicinarsi meglio alla superficie geoide di piccole porzioni di territorio.
L’ellissoide di riferimento convenzionale, a livello planetario, è attualmente quello del WGS84 (World Geodetic System 1984). La latitudine e la longitudine che si ottengono dai sistemi GPS e da Google Earth, ad esempio, sono coordinate geodetiche basate sulla convenzione del sistema WGS84.
Vedi: verticali e sistemi di coordinate geografiche.
- Le verticali e i sistemi di coordinate terrestri
- Verticale geocentrica e angolo alla verticale
- Verticale geodetica e angolo di deflessione
- Geoide: la forma del livello medio dei mari
- Ellissoide: forma matematica della Terra
- Coordinate geografiche terrestri
- Gli orizzonti
Un ellissoide è una superficie sferica deformata scalando una o due dimensioni. Un ellissoide generico ha tre raggi ortogonali diversi tra loro. Se invece si modifica una sola dimensione, due raggi rimangono uguali tra loro e si ottiene un ellissoide di rotazione (chiamato anche sferoide): è il caso della Terra in cui i raggi equatoriali sono uguali tra loro ma diversi dal raggio polare.