Tο Παγκόσμιο Γεωδαιτικό Σύστημα
World Geodetic System (WGS) 1984

Εκ σχεδιασμού το GPS είναι ένα σύστημα τριασδιάστατου εντοπισμού. Ως εκ τούτου, οι διάφοροι υπολογισμοί που αφορούν τη χρήση του GPS αναφέρονται συνήθως στο γεωκεντρικό ελλειψοειδές που σχετίζεται με το Παγκόσμιο Γεωδαιτικό Σύστημα WGS '84 (World Geodetic System 1984 ). Tο WGS '84 είναι ένα γήινο σύστημα αναφοράς, το οποίο έχει ορισθεί με βάση τις μηχανικές ιδιότητες της Γης και η υλοποίηση του έχει επιτευχθεί σαν αποτέλεσμα παρατηρήσεων διαφόρων δορυφόρων με τη μέθοδο μετρήσεων Doppler.

Συγκεκριμένα, το WGS '84 ορίζεται ως εξής: H αρχή του συστήματος των καρτεσιανών συντεταγμένων είναι το κέντρο της Γης. O άξονας Z είναι παράλληλος προς την διεύθυνση του μέσου (συμβατικού) γήινου πόλου (όπως ορίζεται από το Bureau International de l' Heure, BIH, βάση δορυφορικών μετρήσεων από συγκεκριμένους σταθμούς). O άξονας X ορίζεται σαν η τομή του μεσημβρινού Greenwich και του ισημερινού που αντιστοιχεί στο μέσο γήινο πόλο. O άξονας Y ορίζεται ώστε να συμπληρώνεται ένα δεξιόστροφο ορθογώνιο σύστημα. Aντίστοιχα το ελλειψοειδές αναφοράς WGS '84 ορίζεται με τις εξής βασικές παραμέτρους:

• μεγάλος ημι-άξονας a = 6378137 m ± 2 m,
• παγκόσμια βαρυτημετρική σταθερά GM = 3986005 x 108 m³/ s²,
• γωνιακή ταχύτητα της Γης ω=7292115 x 10-11 rad/ s, και
• κανονικοποιημένος συντελεστής του δυναμικού έλξης της Γης C_2,0 = - 484,16685 x 10 ^{- 6}.

e² = 0.0066943800

Στη περίπτωση του GPS, οι σταθμοί συνεχούς ελέγχου και παρακολούθησης των δορυφόρων έχουν συντεταγμένες γνωστές με μεγάλη ακρίβεια αναφερόμενες στο σύστημα WGS '84. Έτσι πρακτικά, ο ακριβής προσδιορισμός σημείων στο WGS '84 υλοποιείται μέσω των τροχιακών εφημερίδων των δορυφόρων GPS, ο υπολογισμός των οποίων βασίζεται μεταξύ άλλων και στις συντεταγμένες κατάλληλα κατανεμημένων ανά την υφήλιο σταθμών ελέγχου.

Το WGS '84 είναι καθαρά δορυφορικό σύστημα και αποτελεί το standard για την παγκόσμια ναυσιπλοϊα. Ωστόσο δεν έχει καλή προσαρμογή στο γεωειδές του ελλαδικού χώρου και όπως υλοποιείται με το GPS έχει σχετικά μικρή απόλυτη ακρίβεια, της τάξης ± 30 m. Για το λόγο αυτό, για τις γεωδαιτικές εργασίες, χρησιμοποιείται με τεχνικές σχετικού προσδιορισμού, ενώ συνδέεται άμεσα και απλουστατα με το Ελληνικό Γεωδαιτικό Συστημα Αναφοράς 1987 (ΕΓΣΑ '87), αφού είναι παράλληλα και έχουν την ίδια κλίμακα.