橢球體
地球的實際上并非是一個球體（Sphere），而是一個表面不規則近似于橢圓的橢球體（Spheroid）。為了要描述地球空間上任一點的位置，就需要給定地球地理坐標。此地理坐標則需要將地球假設一個橢球體，并依照地球的大小、形狀參數以數學方式計算出不同標準的參考橢球體(參考圖 25)。不同的區域適合的參考橢球體也不一樣，一般會以最貼近當地地球曲面的橢球體而選以作為地理坐目標參考橢球體，此稱為大地基準（Datum）。
橢球體的形狀與大小包含橢球的長軸、短軸、扁平率與偏心率，這些統稱為橢球體參數。目前以全球為范圍最適合通用的坐標系統為 WGS84。WGS84 是美國國防部制訂的大地坐標系統，以地球質量中心為原點，目前全球衛星定位系統（Globe Position System，GPS）即采用此坐標系統。
圖 ：參考橢球體圖
大地基準
地球并不是規則的橢球體，運用數學方式計算出來的各種不同橢球體是為了讓橢球體更接近地球表面，當一個橢球體很接近地球表面時，此橢球體稱為大地基準（Datum）。不同的橢球體接近地表的情形也不一樣。世界各國為了尋找該地區最接近地表的橢球體，因而訂定了不同的大地基準。WGS84 坐標系統是以地球質心為橢球體的中心，雖然是全球通用的大地基準，但若用于局部地區，則會有無法符合地表形狀的問題。地區性的大地基準的橢球面于該地區需與地球表面重合的很好，其中心相對于地球質心位移，此橢球面與地球表面相切的點，稱為大地基準原點，鄰近的坐標都依此原點坐標推算而得。 選擇不同的大地基準，地理坐標系統也會不同。相同的地點采用不同的大地基準，則會有不同的經緯度坐標值。
坐標系統
坐標系統可分為地理坐標與投影坐標。地理坐標系統（Geographic coordinate system）又可稱大地坐標系統。是利用三度空間的球面來定義地球上的空間位置。以經緯度之度（?）分（′）秒（″）來表示地球上任一點的絕對位置。東西向的分度線稱為緯線，以赤道為 0 度起點。南北向的分度線稱經線，以通過英國格林威治天文臺之經線為本初子午線作為 0 度起點，往東稱為東經，往西為西經。（東經為正、西經為負；北緯為正，南緯為負；E 表東經、W 表西經、N 表北緯、S 表南緯）
圖：地理坐標之經度與緯度圖
投影坐標（Projection Coordinate System）即將三度空間的地理坐標經過投影的方式，轉換成二度空間的平面坐標系統。由于是由地理坐標轉換成平面，因此包含了參考橢球體、大地基準及地圖投影方式。目前全球最通用的坐標系統，為國際橫麥卡托（Universal Transverse Mercator Projection Grid System）投影坐標系統。
圖：橫麥卡托投影圖
