地球的形状并非完美的球体，实际采用椭球模型来描述其几何特征。本文详细介绍了地球的平均半径、赤道与极半径的测量方法，以及地球形状的现代描述模型，揭示了这些参数在大地测量学中的重要性。
地球并非理想球体，其几何参数需依据实测椭球模型确定。以下是关于地球平均半径及对应形状参数的详细说明：
一、地球平均半径的定义与数值
平均半径是将地球真实椭球体积等效为球体时所计算出的单一半径值，用于简化宏观尺度的物理与地理计算。该值并非赤道半径与极半径的算术平均，而是基于椭球体积公式推导得出。
1、采用参考椭球模型：长半轴（赤道半径）a = 6378.137千米，短半轴（极半径）b = 6356.752千米；
2、代入椭球体积公式 V = (4/3)πa²b，再令等效球体体积 V = (4/3)πR³，解得 R = ∛(a²b)；
3、计算得 R ≈ 6371.0千米，国际通用值通常取 6371千米（四舍五入至整千米）。
二、赤道半径的测量依据与特征
赤道半径反映地球在赤道平面内从地心到海平面的最大距离，受自转离心力影响而成为最长半径，是构建大地坐标系的基础参数之一。
1、通过卫星激光测距（SLR）与全球导航卫星系统（GNSS）长期观测，结合重力场模型反演；
2、WGS-84椭球标准采用赤道半径为 6378137米（即6378.137千米）；
3、该数值对应赤道周长约 40075千米，由公式 C = 2πa 直接计算得出。
三、极半径的物理成因与实测值
极半径代表地球沿自转轴方向从地心到极点海平面的距离，因离心力趋近于零且地壳向内收敛，故为最短半径，直接体现地球扁率特征。
1、由高精度卫星轨道摄动分析与甚长基线干涉测量（VLBI）联合解算；
2、WGS-84标准中极半径为 6356752米（即6356.752千米）；
3、赤道半径与极半径之差为 21.385千米，由此可得地球扁率 f = (a − b)/a ≈ 1/298.257。
四、地球形状的现代描述模型
当前大地测量学采用“参考椭球体”作为地球几何形状的数学逼近，其表面光滑连续，不反映地形起伏，但能精确拟合全球重力位水准面（大地水准面）的总体趋势。
1、参考椭球体以长半轴 a 和扁率 f 为基本定义参数，WGS-84 中 f = 1/298.257223563；
2、实际地球表面为“不规则椭球体”，受山脉、海沟、地壳密度差异影响，大地水准面相对于参考椭球面存在±100米级起伏；
3、国际地球自转与参考系服务（IERS）每数年发布更新版椭球参数，确保全球空间基准统一性。
