Bumi yang tidak beraturan dimodelkan dalam ilmu geodesi dengan beberapa tahapan. Hal ini dilakukan untuk mempermudah proses perhitungan posisi di permukaan bumi. Tahapan pemodelan bumi tersebut adalah sebagai berikut :
1. Model Bumi Geoid
Bumi yang tidak beraturan pertama dimodelkan dalam suatu model yang menghubungkan bidang equipotensial yang sama.
2. Model Bumi Elipsoid
Bumi dimodelkan dalam model matematis yang lebih sederhana dari Geoid, yaitu dimodelkan sebagai Elips yang berputar. Model bumi ini salah satu fungsinya untuk menentukan posisi kita ketika mengukur menggunakan GPS.