定位基准

外营力以侵蚀为主体，地表受 外营力作用时，其向下侵蚀有一最低之限度，此一限度，就是侵蚀基准面，亦称基准面(Base Level)。换言之，基准面就是地表向下侵蚀的终极面，以河川为例，当河床低于此一终极面时，河流就不能再向下侵蚀。

所谓终极基准面(Ultimate Base Level)或永久基准面，是指海水面(Sea Level)而言，事实上海水面并非永久不变的，当地壳变动或冰川后退时，常使海陆之相对位置发生变迁。至于湖面、坚岩层及水库等，均为临时基准面(Temporary Base Level)，或称局部基准面。由于侵蚀营力性质不同，其基准面亦随之而异，例如海蚀以波浪作用向下所能到达之波浪基准(Wave Base)为其基准面，风蚀与溶蚀以地下水面为其基准面，冰河侵蚀以雪线为其基准面。

如果陆地上升，基准面即随之下降;反之，则会相对地上升。基准面下降常导致侵蚀作用加速进行;基准面上升，则产生沉积作用。

测量学上所说之基准面，是指平均海水面而言，平均海水面是测量陆地高程与海洋深度之起算点，须由特设之验潮站经过多年之观测始可采用。就中国言，中国大陆地区之高程起算点为浙江坎门平均海水面;以零公尺起算;台湾省与澎湖群岛之高程起算点则为基隆与马公平均海水面，亦以零公尺起算。上述地区，测量海洋深度，亦复如此。

沉积基准面相对于地表会产生波状升降，在此过程中伴随着可容空间的变化。一个基准面旋回由一个上升半旋回和随后的一个下降半旋回组成。基准面上升，向陆方向有新增可容空间产生，当基准面下降时，剩余可容空间向盆收缩。在一个基准面旋回变化过程中(可理解为时间域)保存下来的沉积地层为一个成因地层单元，即成因层序，其以时间面为界面，因而为一个时间地层单元，也就是说一个基准面旋回是等时的。

在过去的 15 年中，卫星数据为测地学家提供了新的测量结果，用于定义与地球最吻合的、坐标与地球质心相关联的旋转椭球体。地球中心(或地心)基准面使用地球的质心作为原点。最新开发的并且使用最广泛的基准是 WGS 1984。它被用作在世界范围内进行定位测量的框架。

局域基准面是在特定区域内与地球表面极为吻合的旋转椭球体。旋转椭球体表面上的点与地球表面上的特定位置相匹配。该点也被称作基准面的原点。原点的坐标是固定的，其他点由其计算获得。区域基准面的坐标系原点不在地心上。区域基准面的旋转椭球体中心距地心有一定偏移。NAD 1927 和欧洲基准面 1950 (ED 1950) 都是区域基准面。NAD 1927 旨在尽可能与北美洲吻合，而 ED 1950 是为欧洲而构建。因为区域基准面的旋转椭球体只与地表某特定区域吻合得很好，所以它不适用于该区域之外的其他区域。

NAD 1927:

NAD 1927 使用 Clarke 1866 旋转椭球体表示地球形状。此基准面的原点是位于堪萨斯州的一个名为 Meades Ranch 的地球点。许多 NAD 1927 控制点都是基于 19 世纪的观测结果进行计算的。这些计算结果历经多年分阶段手动得出。因此，各观测站均存在不同误差。

NAD 1983:

测绘和大地测量学领域取得的多项技术进步(电子经纬仪、全球定位系统 (GPS) 卫星、甚长基线干涉测量法和多普勒系统等)使得现有控制点网络的许多缺点都暴露出来。当连接现有控制点与新确定的测绘结果时，差异尤为明显。新基准面的确立允许单个基准面全面覆盖北美及周围地区。

1983 北美洲基准面使用 1980 大地参考系 (GRS) 旋转椭球体基于地球和卫星两方面的观测结果绘制而成。此基准面的原点是地球的质心。这会对所有经度值和纬度值的表面位置产生足够的影响，使得北美洲先前控制点的位置发生偏移，与 NAD 1927 相比有时会偏移 500 英尺。多个国家经过 10 年的努力，为美国、加拿大、墨西哥、格陵兰岛、中美洲和加勒比海地区连接出了一个控制点网络。

GRS 1980 旋转椭球体与 1984 世界坐标系 (WGS) 旋转椭球体几乎完全一致。WGS 1984 和 NAD 1983 坐标系都以地心为中心。1986 年最初发布时，NAD 1983 和 WGS 1984 被认为是一致的。但事实并非如此。WGS 1984 被绑定到国际地球参考系统 (ITRF)。而 NAD 1983 被绑定到北美构造板块，以尽量减少今后对坐标值所做的更改。这导致 NAD 1983 和 WGS 1984 出现漂移。通常，WGS 1984 和 NAD 1983 中的坐标约有一到两米的偏差。GPS 数据实际上是根据 WGS 1984 坐标系报告的。但是，如果使用了任何类型的外部控制网络，如连续运行参考站 (CORS) 服务，则 GPS 坐标将与该坐标系而非 WGS 1984 相关联。

HARN 或 HPGN:

美国各州一直在使用最新测绘技术以尽可能将 NAD 1983 基准面重新调整到更高精度，这些技术在开发 NAD 1983 基准面时尚未得到广泛应用。这项名为"高精度参照网络"(HARN) 的工作以前被称为"高精度大地网"(HPGN)，属于"国家大地测量局"(NGS) 与各州的合作项目。

时下除阿拉斯加州以外，其他美国所有州都重新进行了测绘，已发布了 49 个州和五个准州的变换格网文件。经过调整的控制点已在"国家大地测量局"数据库中进行了标注，标注形式为 NAD83 (19xx) 或 NAD83 (20xx)，其中 xx 代表调整年份。某些点已调整多次，因此年份可能与 HARN 最初的重新调整年份不同。NGS 从未发布过在原始 HARN 与之后重新调整过的 HARN 之间进行转换的变换结果。

其他 NAD 1983 重新调整:

NGS 保留了 CORS 站的参照网络。这一组控制点被标注为 NAD 1983 (CORS96)，这些点通过变换被绑定到 ITRF。其他大地控制点使用调整年份进行标注。NGS 在美国全国范围内进行了重新调整。除 CORS 站以外的全部现有控制点均已更新，现已标注了 NAD 1983 (NSRS2007)。重新调整后的官方名称是 2007 全国空间参考系 (NSRS)。对于美国大部分地区，HARN 坐标系和 NSRS2007 之间的差异只有几厘米。因此，对于 NAD 1983 (NSRS2007) 和较早实现的 NAD 1983，并没有针对二者之间的转换计算和发布任何标准化变换，详细信息，请访问 NGS 网站。

其他美国基准面:

阿拉斯加、夏威夷、美属萨摩亚、关岛、波多黎各和维尔京群岛以及阿拉斯加岛除 NAD 1927 外还使用其他基准面。在 NAD 1983 或其历次重新调整中都参照了最新数据。

加拿大国基准面:

在采用 NAD 1983 前，加拿大进行了数次重新调整。先后实施了名为 NAD 1927 DEF 1976(通常称为 MAY76)的全国调整，以及名为 NAD 1927 CGQ77 的魁北克省地区调整。沿海省份进行了单独调整并定义了 1977 平均地球坐标系 (ATS 1977)。上世纪八十年代，加拿大开始与美国一起定义 NAD 1983。从那时起，加拿大重新调整了其控制网络，该参考系时下称为 NAD 1983 (CSRS)。CSRS 代表加拿大空间参考系。