大地水準(zhǔn)面示意圖

　　地球自然表面是極不規(guī)則的，有高山、深谷、江河湖海，不能用簡單的數(shù)學(xué)關(guān)系來表達(dá)。因此，19世紀(jì)20年代前人們以橢球面作為地球模型。隨著大地測量精度要求的提高，認(rèn)識到橢球面是個純數(shù)學(xué)表面，用來進(jìn)行推算點位是非常方便的，但它與測量儀器觀測數(shù)據(jù)很難聯(lián)系。由于地殼質(zhì)量分布不均衡，用經(jīng)緯儀或水準(zhǔn)儀在實地找不到與橢球面相垂直的法線，德國的大地測量學(xué)家利斯廷于1873年創(chuàng)立了大地水準(zhǔn)面概念，定義是：假設(shè)海水面處于靜止平衡狀態(tài)下，將其延伸到大陸下面，構(gòu)成一個遍及全球的閉會曲面，這個曲面就是大地水準(zhǔn)面。如下圖所示。

　　大地測量學(xué)中所研究的地球形狀就是大地水準(zhǔn)面的形狀。理由是：大地水準(zhǔn)面與占地球面積71％的平均海水面重合，與地球自然表面非常接近；大地水準(zhǔn)面具有水準(zhǔn)面特性，處處與鉛垂線正交，而測量儀器是用水準(zhǔn)器整平，用垂球?qū)χ械�，所以，大地水�?zhǔn)面是測量作業(yè)的基準(zhǔn)面；海水面是實際存在的，與世界上沿海國家都發(fā)生聯(lián)系，通過驗潮取平均值就可獲得平均海水面的位置。