Een ellipsoïde is een driedimensionale geometrische figuur die lijkt op een bol, maar waarvan de equatoriale as (a in figuur 2.15.1, hierboven) iets langer is dan de polaire as (b). De equatoriale as van het World Geodetic System van 1984, bijvoorbeeld, is ongeveer 22 kilometer langer dan de polaire as, een verhouding die sterk lijkt op de afgeplatte sferoïde van de planeet Aarde. Ellipsoïden worden gewoonlijk gebruikt als surrogaat voor geoïden om de wiskunde te vereenvoudigen die komt kijken bij het relateren van een coördinatenstelsel aan een model van de vorm van de Aarde. Ellipsoïden zijn goede, maar geen perfecte, benaderingen van geoïden. De kaart in Figuur 2.15.2 hieronder toont hoogteverschillen tussen een geoïdemodel genaamd GEOID96 en de WGS84 ellipsoïde. Het oppervlak van GEOID96 stijgt tot 75 meter boven de WGS84 ellipsoïde boven Nieuw-Guinea (waar de kaart rood gekleurd is). In de Indische Oceaan (waar de kaart paars is gekleurd) ligt het oppervlak van GEOID96 ongeveer 104 meter onder het oppervlak van de ellipsoïde.
Er zijn vele ellipsoïden in gebruik over de hele wereld. Lokale ellipsoïden minimaliseren de verschillen tussen de geoïde en de ellipsoïde voor individuele landen of continenten. De Clarke 1866 ellipsoïde, bijvoorbeeld, minimaliseert afwijkingen in Noord-Amerika. Het Noord-Amerikaanse Datum van 1927 (NAD 27) verbindt het geografische coördinatenrooster met de Clarke 1866 ellipsoïde. NAD 27 omvatte een aanpassing van de lengte- en breedtecoördinaten van zo’n 25.000 geodetische controlepunten verspreid over de VS. De landelijke aanpassing begon vanaf een eerste controlepunt in Meades Ranch, Kansas, en was bedoeld om discrepanties tussen de vele lokale en regionale controlemetingen die eraan voorafgingen, weg te werken.
Het North American Datum van 1983 (NAD 83) omvatte een andere landelijke aanpassing, deels noodzakelijk door de goedkeuring van een nieuwe ellipsoïde, GRS 80 genaamd. In tegenstelling tot Clarke 1866 is GRS 80 een globale ellipsoïde met het zwaartepunt in het zwaartepunt van de aarde. GRS 80 is in wezen gelijkwaardig aan WGS 84, de globale ellipsoïde waarop het Global Positioning System is gebaseerd. NAD 27 en NAD 83 stemmen beide coördinatenstelsels af op ellipsoïden. Zij verschillen alleen in die zin dat zij naar verschillende ellipsoïden verwijzen. Omdat Clarke 1866 en GRS 80 enigszins verschillen in vorm en in de positie van hun middelpunten, bracht de aanpassing van NAD 27 aan NAD 83 een verschuiving in het geografische coördinatenrooster met zich mee. Omdat een verscheidenheid van datums in gebruik blijft, moeten geospatiale professionals deze verschuiving begrijpen, alsmede hoe gegevens tussen horizontale datums moeten worden getransformeerd.
De voorgaande verklaring blijft waar ondanks het feit dat NAD 83 binnenkort zal worden afgeschaft als onderdeel van de lopende modernisering van het U.S. National Spatial Reference System door de National Geodetic Survey. De overgang van een “passief” ellipsoïde referentiesysteem naar een dynamisch GPS-systeem was gepland voor 2022, maar is sindsdien uitgesteld tot 2024 of -25. Ga naar de National Geodetic Survey voor de meest recente informatie.