球面坐標系

球面坐標系是以地球面上任一點為極點，用垂直圈和等高圈組成的球面坐標網。

垂直圈是通過極點的大圓圈，等高圈是垂直於垂直圈的一組圓，其中有一個最大的為大圓圈，其餘都是小圓圈。垂直圈即相當於地理坐標系的經線圈，等高圈即相當於地理坐標系的緯線圈。

在地球面上確定點的位置除了用地理坐標（即用經緯度表示的坐標，如武漢位於北緯29度，東經113度）外，還可以視地球為球體，用其他坐標系統確定點的位置，如球面坐標系。

當地圖投影為斜軸投影或橫軸投影時，應用球面坐標系，類似地理坐標系求正軸投影公式，則可以簡化求得斜軸或橫軸投影公式。

經緯網(繞著球體的一種網格狀參考網)是基於球面坐標系的。一般而言，參照導航和對地球位置進行定位需要一種不同的坐標系，它比數學家使用的更抽象一些。該系統的原點是地心點。赤道則是平面與我們所想象的地球球體的相交線。為了確定一個點的坐標，需要一個角度(緯度)來測定它與平面的夾角，另一個角度(經度)則在平面上，它是該點與英格蘭格林尼治子午線之間的夾角。第三個值在數學球面坐標系中是從原點到該點這條射線上的距離長度。但在經緯度系統中，高程一般不是這樣定義，它是指沿著這條射線，該點與平均海平面(MSL)或NAVSTAR GPS中使用重力定義的偽橢球體之間的距離，這些內容我們會在後面進行討論。

通過使用這三個數值，就能夠對地球上任意一點的位置進行定位和表達。當然，這些數值需要有一套限制參數。根據坐標系所選擇的參數(如單位)的不同，地表上的任何一個指定點都可以使用多套數值集來表示。在組織GIS數據時，這些參數必須一致。