Un ellissoide è una figura geometrica tridimensionale che assomiglia a una sfera, ma il cui asse equatoriale (a nella figura 2.15.1, sopra) è leggermente più lungo del suo asse polare (b). L’asse equatoriale del Sistema Geodetico Mondiale del 1984, per esempio, è circa 22 chilometri più lungo dell’asse polare, una proporzione che ricorda da vicino lo sferoide oblato che è il pianeta Terra. Gli ellissoidi sono comunemente usati come surrogati dei geoidi in modo da semplificare la matematica coinvolta nel mettere in relazione una griglia di sistema di coordinate con un modello della forma della Terra. Gli ellissoidi sono buone, ma non perfette, approssimazioni dei geoidi. La mappa in Figura 2.15.2, sotto mostra le differenze di elevazione tra un modello di geoide chiamato GEOID96 e l’ellissoide WGS84. La superficie di GEOID96 si alza fino a 75 metri sopra l’ellissoide WGS84 sopra la Nuova Guinea (dove la mappa è colorata in rosso). Nell’Oceano Indiano (dove la mappa è colorata di viola), la superficie di GEOID96 cade circa 104 metri sotto la superficie dell’ellissoide.
Molti ellissoidi sono in uso nel mondo. (Wikipedia presenta una lista nella sua voce sugli ellissoidi terrestri) Gli ellissoidi locali minimizzano le differenze tra il geoide e l’ellissoide per i singoli paesi o continenti. L’ellissoide di Clarke 1866, per esempio, minimizza le deviazioni in Nord America. Il North American Datum del 1927 (NAD 27) associa la griglia delle coordinate geografiche all’ellissoide di Clarke 1866. Il NAD 27 ha comportato un aggiustamento delle coordinate di latitudine e longitudine di circa 25.000 punti di controllo geodetici in tutti gli Stati Uniti. L’aggiustamento a livello nazionale è iniziato da un punto di controllo iniziale a Meades Ranch, Kansas, e aveva lo scopo di conciliare le discrepanze tra le molte indagini di controllo locali e regionali che lo hanno preceduto.
Il North American Datum del 1983 (NAD 83) ha comportato un altro aggiustamento nazionale, reso necessario in parte dall’adozione di un nuovo ellissoide, chiamato GRS 80. A differenza di Clarke 1866, GRS 80 è un ellissoide globale centrato sul centro di massa della Terra. GRS 80 è essenzialmente equivalente a WGS 84, l’ellissoide globale su cui si basa il Global Positioning System. NAD 27 e NAD 83 allineano entrambi le griglie del sistema di coordinate con gli ellissoidi. Differiscono semplicemente nel fatto che si riferiscono a ellissoidi diversi. Poiché Clarke 1866 e GRS 80 differiscono leggermente nella forma e nelle posizioni dei loro punti centrali, l’adeguamento da NAD 27 a NAD 83 ha comportato uno spostamento della griglia delle coordinate geografiche. Poiché una varietà di datum rimane in uso, i professionisti geospaziali hanno bisogno di capire questo spostamento, nonché come trasformare i dati tra datum orizzontali.
L’affermazione precedente rimane vera nonostante il fatto che il NAD 83 sarà presto abbandonato come parte della modernizzazione in corso del National Geodetic Survey del sistema di riferimento spaziale nazionale degli Stati Uniti. Il passaggio da un sistema di riferimento “passivo” basato sull’ellissoide a un sistema dinamico basato sul GPS era previsto per il 2022, ma da allora è stato rimandato al 2024 o al 25. Visita il National Geodetic Survey per le ultime informazioni.