研究电波在大气中的折射时，方便的使用几何方法来得到等效地球或等效射线的模型。

这种方法认为电波在大气层中仍是直线传播，所不同的是不在实际地球上空，而是在等效地球上空。为了使二者等效，必须是等效地球上空直线轨迹上的任一点到等效地面的距离与真实地面上空的弯曲射线上该点到真实地面的距离相等，从几何学可知如果两组曲线的曲率之差相等，则他们之间的距离就相等。