При рассмотрении различных вопросов навигации необходимо учитывать форму и размеры Земли. Исследованиями и точными измерениями установлено, что Земля представляет собой неправильное геометрическое тело, которое назвали геоидом.
По форме геоид наиболее близок к эллипсоиду вращения, т. е. к математической фигуре, образуемой вращением эллипса вокруг его малой оси РР ‘ Фигура эллипсоида вращения характеризуется размерами его большой а и малой b полуосей, а также величиной средне-полярного сжатия a определяемого 
отношением разности полуосей эллипсоида к его большой полуоси, т. е.
Эллипсоид вращения, поверхность которого наиболее близко подходит к поверхности геоида, называется земным эллипсоидом. Средняя величина отстояния поверхности геоида от поверхности земного эллипсоида не превышает 150 м. Часто земной эллипсоид называют – земным сфероидом
Размеры полуосей и величина полярного сжатия земного сфероида вычислялись учеными разных стран в разное время и различными способами. В СССР элементы земного сфероида были определены в 1940 г.
Центральным научно-исследовательским институтом геодезии, аэросъемки и картографии под руководством проф. Ф. И. Красовского на основании материалов специальных наблюдений по СССР, Западной Европе и США. В результате решения системы из 1363 уравнений были получены следующие данные: а=6 317 245 м, b=6 356 863 м;
Земной сфероид, основные размеры которого принимаются для всех последующих топографо-геодезических и картографических вычислений, называется референц-эллипсоидом
В СССР в качестве референц-эллипсоида с 1946 г. принят земной сфероид с размерами, выведенными проф. Красовским.
Сравнивая значения большой и малой полуосей земного сфероида, можно увидеть, что их разница составляет 21 382 м. Это всего 0,3% длины большой полуоси. Если, для наглядности, изобразить земной сфероид в уменьшенном виде так, чтобы его большая полуось равнялась 3 м, то малая полуось будет всего на 3 мм короче. Такой незначительной разницей полуосей в большинстве штурманских расчетов можно пренебречь, а потому в судовождении Землю принимают за шар, объем которого равен объему, земного сфероида (см. рис. 1).
Подставляя в эту формулу значения а и b референц-эллипсоида Красовского, получим R = 6 371 109,7 м.
