从整个地球来看：地球大致像一个椭球体，其表面极不规则，不便于用数学公式来表达。地球高低起伏的形状：最高海拔8846.27m（我国西藏与尼泊尔交界处的珠穆朗玛峰）；最低海拔11022m（太平洋西部的马里亚纳海沟），但地球的半径大约是6371000 m。海洋面积：71% ，陆地面积：29%。
2．大地体基本术语
1）大地体、重力、水准面、铅垂方向：
大地体—-把地球总的形状看作是被海水包围的球体，也就是设想有一个静止的海水面，向陆地延伸而形成一个封闭的曲面。由于海水有潮汐，时高时低，所以取其平均的海水面作为地球形状和大小的标准，它所包围的形体称为大地体。
重力—-地球引力与离心力的合力。
水准面—-静止而不流动的水面（重力等位面），是一个处处与重力方向垂直的连续曲面。
2）大地水准面：通过平均海水面并向陆地延伸所形成的闭合曲面。大地水准面实际上是一个有微小起伏的不规则曲面。
重力方向：用细绳悬挂一个垂球G(图2—1(b))，细绳即为悬挂点O的重力方向，通常称它为垂线或铅垂线方向。
1）参考（旋转）椭球体、参考椭球面：
大地体与一个以椭圆的短轴为旋转轴的旋转椭球的形状十分近似(图2—2)
2）参考椭球体的定位：确定椭球体与大地体之间的相互关系并固定下来。
方法：在适当的地点选择一点P，设想把椭球体和大地体相切，切点P′位于P点的铅垂线方向上，这时，椭球面上P′的法线与该点对大地水准面的铅垂线相重合，并使椭球的短轴与地球自转轴平行。
P—大地原点。
3）长半轴、短半轴、扁率：
2．椭球体基本概念
1）子午面、起始子午面、子午线（圈）：
2）赤道面、赤道、纬（平行）圈：
3）大地经度L：通过某点的子午面与起始子午面的夹角称为该点的大地经度。
4）大地纬度B：
3．大地坐标（地理坐标）：
4．经纬度的划分
东经、西经：
北纬、南纬：
5．绝对高程（海拨、高程）：某点沿铅垂线方向到大地水准面的距离。
6．相对高程：
7．空间直角坐标系（地心坐标系）：坐标系的原点设在椭球的中心O，用相互垂直的x，y，z三个轴表示，x轴通过起始子午面，z轴为椭球旋转轴。
平面直角坐标的表示方法：
X轴：纵轴，表示南北方向。
Y轴：横轴，表示东西方向。
1）测区范围较小：可把地球表面的一部分当作平面看待，所测得地面点的位置或一系列点子所构成的图形，可直接用相似而缩小的方法描绘到平面上去。
2）测区范围较大：不能把地球很大一块地表面当作平面看待，必须采用适当的投影方法来解决这个问题，即可采用高斯投影的方法。
2．高斯投影的表达
1）横圆柱描述法
把地球看作一个圆球，设想把一个平面卷成一个横圆柱，把它套在圆球外面，使横圆柱的中心轴线通过圆球的中心，把圆球面上一根子午线与横圆柱相切，即这条子午线与横圆柱重合。以此子午线为中心将其左右一定带宽范围内的球面用正形投影（即高斯投影）的方法投影至圆柱面上。
2）纵横轴线
中央子午线和赤道面投影至横圆柱面上都是一条直线，且互相垂直，它们构成了平面直角坐标系统的纵横轴，即x轴和y轴，因此经过这种投影后，其坐标既是平面直角坐标，又与大地坐标的经纬度发生联系，对大范围的测量工作也就适用了。
3）投影分带
为控制投影变形，这种投影方法把地球分成若干范围不大的带进行投影，带的宽度一般分为经差6º、3º和1.5º几种，简称6º带、3º带和1.5º带，中心的子午线为中央子午线，其经度的计算方法如下。
6º带：（6N-3）º 、 3º带：（3N）º N—带号。
3．高斯投影坐标的表示
1）X坐标不变；
2）Y坐标先加500km，再在其之前冠以该投影带的带号。