La geodesia, a veces llamada geodésica, es una ciencia que aplica las matemáticas para medir el tamaño y la forma de la Tierra, las posiciones de puntos y regiones de la Tierra y las diferencias en su campo gravitacional. Esta ciencia utiliza principios de la física, las matemáticas y la astronomía junto con la observación y la tecnología moderna para desarrollar un sistema de referencia espacial. La geodesia también estudia el movimiento de la corteza terrestre, el movimiento polar y las mareas. El trabajo de los geodesistas incluye dar puntos en las coordenadas exactas de la Tierra, medir con precisión las distancias, ángulos y alturas entre puntos, y observar cómo y por qué la superficie de la Tierra ha cambiado durante diferentes períodos de tiempo.
Muchos campos de trabajo importantes dependen de la geodesia para funcionar correctamente. Los barcos y aviones utilizan sistemas de posicionamiento global (GPS), mapas y otros sistemas de navegación basados en datos geodésicos para garantizar que aterrizan en el lugar correcto, evitar carriles de viaje peligrosos y tomar las rutas más rápidas y con menor consumo de combustible. Científicos de otros campos, como oceanógrafos o paleontólogos, utilizan datos geodésicos para examinar las fuerzas que causan cambios en las características de la superficie de la Tierra o en la topografía. El ejército ha utilizado durante mucho tiempo la geodesia para determinar puntos exactos para localizar ubicaciones, controlar la artillería, navegar y, más tarde, rastrear satélites y dirigir misiles.
Algunos historiadores afirman que el estudio de la geodesia comenzó con los primeros intentos de los antiguos griegos de medir el tamaño de la Tierra. El primer intento serio de tomar medidas precisas, hasta donde se sabe, fue realizado por el erudito griego Eratóstenes en el siglo III a. C. Midiendo los ángulos de las sombras en dos puntos de la Tierra en una época particular del año, midiendo la distancia entre los puntos y asumiendo que los dos puntos se encuentran en un plano norte-sur exacto, Eratóstenes pudo hacer una aproximación asombrosamente precisa. de la circunferencia de la Tierra. A pesar de algunos datos erróneos, el erudito estimó que la Tierra tenía 25,000 km (40,233 millas). Hoy en día, los geodesistas están de acuerdo en que la Tierra se encuentra aproximadamente a 24,901 millas (40,074 km) en el Ecuador.
Varios otros antiguos griegos utilizaron métodos similares, midiendo los ángulos de las estrellas en dos puntos de la Tierra, para hacer sus propias estimaciones y mapas. El campo de la geodesia continuó evolucionando a lo largo de los siglos, encontrándose con un rápido avance en el siglo XVII d.C. Durante este período, se desarrolló el telescopio, lo que permite una mayor precisión en la medición de ángulos a objetos en el espacio; se inventaron los logaritmos, lo que permitió una mayor eficiencia computacional; y la triangulación se descubrió como un método para determinar la ubicación de un punto. Usando esta nueva tecnología, el erudito franco-italiano Giovanni Domenico Cassini descubrió que la Tierra no era esférica, como se suponía anteriormente, sino elíptica o con forma de huevo.
Se pueden utilizar varias técnicas para examinar la forma tridimensional y el alcance de la Tierra, así como el posicionamiento del campo gravitacional. La mayoría puede incluirse en el ámbito de la agrimensura, la obtención de imágenes por satélite y las matemáticas aplicadas basándose en los datos recopilados por los dos primeros métodos de observación. Debido a que la Tierra tiene una forma muy irregular, los geodesistas utilizan un modelo matemático de la Tierra conocido como elipsoide de referencia para medir la Tierra de manera eficiente. El elipsoide puede ser completamente liso, a diferencia del geoide, otro modelo que representa la irregularidad de la figura de la Tierra y los cambios en la atracción gravitacional. Si bien el elipsoide mantiene la forma general del planeta, que es más plana en los polos y más ancha en el ecuador, la falta de complejidad topográfica hace que los cálculos sean mucho más simples.