Geoida to pojęcie, które naprawdę warto dobrze zrozumieć, szczególnie jeśli planujesz działać w branży geodezyjnej albo szeroko pojętej inżynierii lądowej. Otóż geoida to taka powierzchnia, która w każdym swoim punkcie jest prostopadła do lokalnego kierunku siły ciężkości – czyli do wektora grawitacji. W praktyce oznacza to, że gdybyśmy postawili poziomicę na powierzchni geoidy, pęcherzyk byłby zawsze idealnie na środku, niezależnie od szerokości geograficznej. Geoida odzwierciedla rzeczywisty rozkład mas Ziemi, biorąc pod uwagę góry, doliny i zmiany gęstości pod powierzchnią – to nie jest idealna bryła matematyczna, tylko powierzchnia wyznaczona przez realne siły natury. Przykładowo – budując mosty czy tunele, inżynierowie muszą brać pod uwagę przebieg geoidy, bo tylko wtedy mają pewność, że konstrukcja jest wypoziomowana względem prawdziwego "poziomu". Co ciekawe, wysokości podawane na mapach topograficznych są mierzone względem geoidy, a nie idealnej elipsoidy czy sferoidy. To jest taki branżowy standard – jeśli ktoś chce dokładnie wiedzieć, na jakiej wysokości się znajduje, musi odwołać się do geoidy. W naukach geodezyjnych mówi się wręcz, że geoida jest powierzchnią odniesienia dla wszelkich pomiarów wysokościowych. Moim zdaniem to kluczowa wiedza, której nie wolno pomijać, szczególnie jeśli ktoś planuje pracować z systemami GPS czy podczas projektowania infrastruktury liniowej.
Wiele osób myli pojęcia elipsoidy, sferoidy czy nawet grawitoidy z geoidą, co wcale nie jest takie dziwne, bo te terminy czasem pojawiają się obok siebie w opisach Ziemi. Jednak z punktu widzenia nauk geodezyjnych i praktyki inżynierskiej, mają one zupełnie różne znaczenie. Elipsoida to matematyczny kształt – wygładzona, idealna bryła, która służy jako uproszczony model Ziemi. Ona pozwala nam łatwo przeprowadzać obliczenia, ale nie odzwierciedla lokalnych zmian przyciągania ziemskiego czy anomalii grawitacyjnych. Sferoidę można traktować jako szczególny przypadek elipsoidy, właściwie to taka elipsoida obrotowa – ale znów, jej zastosowanie polega głównie na uproszczeniu obliczeń, nie ma bezpośredniego związku z rzeczywistym kierunkiem siły ciężkości w terenie. Odpowiedź "grawitoida" bywa powtarzana, ale to tak naprawdę nie jest oficjalny termin w żargonie naukowym; czasem ktoś tak mówi, próbując podkreślić związek z polem grawitacyjnym, natomiast nigdzie nie jest to ustandaryzowane. Najważniejsze jest to, że geoida jako jedyna z wymienionych powierzchni jest związana z rzeczywistym rozkładem masy Ziemi oraz lokalnymi odchyleniami pola grawitacyjnego. To właśnie ona jest zawsze prostopadła do wektora siły ciężkości w każdym punkcie. Typowym błędem myślowym jest utożsamianie powierzchni idealnych (elipsoida czy sferoida) z realnym środowiskiem, w którym pracują geodeci czy inżynierowie. W praktyce, jeśli projektujesz infrastrukturę albo chcesz mieć dokładne pomiary wysokościowe, jedynym sensownym punktem odniesienia jest geoida. Warto zapamiętać, że tylko ona uwzględnia wszystkie nierówności i anomalie, które występują w rzeczywistości, a tego nie potrafią ani elipsoida, ani sferoida, ani żaden wymyślony "grawitoid".