大地水準(zhǔn)面是地球表面高程的基準(zhǔn)，在國民經(jīng)濟和國防建設(shè)中甚為重要，因而引起多方關(guān)注。它也是大地重力學(xué)（物理大地測量學(xué)）主要研究內(nèi)容之一。1849年，在斯托克斯（Stokes）理論中，為研究大地水準(zhǔn)面的形狀，把地球表面的重力異常歸算到大地水準(zhǔn)面上，將大地水準(zhǔn)面作為球面邊界面，用球函數(shù)級數(shù)和球面積分求解大地水準(zhǔn)面上的重力擾動位。該理論的最大問題是必須假定邊界外部沒有質(zhì)量，而事實上是有質(zhì)量的，這就不能嚴(yán)格地應(yīng)用調(diào)和函數(shù)的邊值問題來求解。約100年后，Molodensky（莫洛堅斯基，簡稱為莫氏）為改變上述不足，提出了以地球表面（似地形面）為邊界面，來研究地球的真實形狀。近幾十年來，國內(nèi)外眾多學(xué)者在解大地重力學(xué)邊值問題和大地水準(zhǔn)面的研究方面做了許多有益工作，并發(fā)表了多篇論文。其中，在我國就有3本影響大的著作，分別由方俊、許厚澤等和李建成等所寫，并付諸應(yīng)用。
　　1962年，本書作者之一的駱鳴津，在對莫氏論文進行了認(rèn)真學(xué)習(xí)和思考后，為避免解Molodensky問題中的一些困難和不足（如它屬于解非線性自由邊值問題），試圖用另一種方法來求解擾動位。為此，當(dāng)年的研究生畢業(yè)論文的題目就選為《用球函數(shù)解重力測量的基本微分方程》，后于1965年該文在科學(xué)出版社《測量與地球物理集刊》中間世，由于當(dāng)時該刊發(fā)行量很少，以致后人幾乎未見過此文，故在本書中以附錄2表示。眾所周知，用球諧函數(shù)解球面邊值問題最為方便，該文也以其為工具推導(dǎo)了有關(guān)公式，并將所推導(dǎo)的公式在扁率級精度上與莫氏的進行了比較，且在模型上作了驗算，其結(jié)果也為理想。所推導(dǎo)高程異常公式與莫氏的基本等價，但其中沒有莫氏公式中存在自由邊界面單層密度位對外法線方向的導(dǎo)數(shù)，產(chǎn)生的地球表面傾斜角項。因該項的存在已給許多同行帶來了很大的困難，而缺少此項的球函數(shù)方法，正是構(gòu)成該文的一個特色；而另一個特色是可將形狀不一的地表觀測值解析延拓到地球內(nèi)部半徑為定值的球面上，這對向外部空間的延拓也很方便。值得指出的是，對于這種由地表延拓到內(nèi)球半徑指定值球面上的方法，與國外的Bjerhammar（布耶哈馬，簡稱為布氏）用泊松（Poisson）積分構(gòu)建虛擬球的原理基本一致，可以認(rèn)為上述兩者是一種不謀而合，只是布氏的文章在1964年就發(fā)表了。然而，將上述兩者比較起來，正如邊少鋒等在《用地表、低空重力資料解三類大地測量邊值問題》文中指出：“該方法比布氏用Poisson積分法更為方便�！蔽覀冊�經(jīng)也發(fā)表過類似的文章，如在《大地測量與地球動力學(xué)》《中國科學(xué)》《自然科學(xué)進展》等雜志上已經(jīng)刊出，并提出了用球函數(shù)級數(shù)展開法解橢球體大地測量邊值問題。這樣不僅使計算方便，還可以保證所要求的精度，同樣可用于正常重力公式的推求，并可由地球橢球面上的重力（位）向外空延拓。至于地表和空間的重力、引力（位）如何推求等，現(xiàn)今尚未發(fā)現(xiàn)同行們——包括國外的學(xué)者如Hofman、Moritz在2005年所著的《Physic Geodesy》（物理大地測量學(xué)）增訂版——對上述問題的探討。至于如何綜合利用空間大地測量資料，如GPS、LSR及衛(wèi)星測高、衛(wèi)星重力梯度等所提供的邊界條件，無論是求解擾動位、擾動重力，還是重力異常，根據(jù)該理論和方法都會得到解決。雖然目前重力場模型已進展到EGM-2008，但是對于高精度、高分辨率地區(qū)的重力數(shù)據(jù)而言，該模型就顯得不足，尤其是在我國崎嶇不平的高山地區(qū)更為稀少。這時，如何運用等效球理論解邊值問題更為人們所期待。