大地水準面（Geoid）是一個假想的由地球自由靜止的海水平面，擴展延伸而形成的閉合曲面。但是由于重力分布的不同，大地水準面和完美橢球體有一定出入。

大地水準面通常是被認為是地球真實輪廓，它所包圍的形體稱為大地體。因為大地體的形狀和大小非常接近自然地球的形狀和大小，并且位置比較穩定，因此，在大范圍的區域內，一般選取大地水準面作為外業測量成果的共同基準面。

大地水準面這一概念最早在1873年由德國數學家利斯廷（Johann Benedict Listing）提出。

似大地水準面也稱準大地水準面，是為了研究地球形狀而引入的一個虛擬的輔助面。似大地水準面是由地面點沿正常重力線向下量取該點的正常高，其端點所構成的曲面。

似大地水準面是正常高的基準面，它與大地水準面之差等于正高與正常高之差。

參考橢球面是處理大地測量成果而采用的與地球大小、形狀接近并進行定位的橢球體表面。

具體一點說就是因為大地水準面無法用做內業計算的基準面（不規則，無法用常規數學公式表示）。但是其大體形狀接近于橢球，所以人們為了解決投影計算問題，就建立起十分接近于大地水準面的橢球，并且能用數學方程表示的橢球面作為投影的基準面，這個基準面就稱為參考橢球面。

正高，以大地水準面為基準面的高程系統。即地面點到大地水準面的鉛垂距離。又稱為絕對高程或者海拔，簡稱高程。

正常高，是以似大地水準面為基準的高程系統。地面點沿鉛垂線到似大地水準面的距離稱為正常高，以似大地水準面定義的高程系統成為正常高系統。我國目前采用的法定高程系統就是正常高系統。例如85高程（1985黃海高程）。

大地高，是以參考橢球面為基準面的高程系統，也稱橢球高。例如我們RTK測出來的高程就是大地高。

我們看一下正高、正常高、大地高這三者的關系，也就能從側面反映出三種基準面的關系。

首先是大地高（參考橢球面）與正高（大地水準面）

大地高H=正高H+N，N為大地水準面與參考橢球面之間的高程差，稱為大地水準面差距。

大地高（參考橢球面）與正常高（似大地水準面）

大地高H=正常高H+ξ，ξ為似大地水準面和參考橢球面之間的高程差，稱為高程異常。

通過這些關系，三者之間可以互相換算，但是，因為正高的計算受地球重力的影響，無法精確獲取，所以嚴格的說，大地高只能通過正常高求得。

所以可以總結，因為正高無法精確獲得，可以說大地水準面是一個理想化的模型，無法在現實世界中精確表達。而正常高（似大地水準面）可以精確獲得。而大地高僅是一個純粹的幾何概念，用來表示GPS中高程的數據量，同一個點在不同的橢球高基準下，橢球高不同。例如千尋CORS的兩個端口，WGS84和CGCS2000，使用不同的端口，即采用不同的橢球高基準，其測量的大地高都是不同的。