大地水準(zhǔn)面是地球表面高程的基準(zhǔn)，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)和國(guó)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(cè)量學(xué)）主要研究?jī)?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(jí)數(shù)和球面積分求解大地水準(zhǔn)面上的重力擾動(dòng)位。該理論的最大問(wèn)題是必須假定邊界外部沒(méi)有質(zhì)量，而事實(shí)上是有質(zhì)量的，這就不能?chē)?yán)格地應(yīng)用調(diào)和函數(shù)的邊值問(wèn)題來(lái)求解。約100年后，Molodensky（莫洛堅(jiān)斯基，簡(jiǎn)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(lái)研究地球的真實(shí)形狀。近幾十年來(lái)，國(guó)內(nèi)外眾多學(xué)者在解大地重力學(xué)邊值問(wèn)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(guó)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(xiě)，并付諸應(yīng)用。
　　1962年，本書(shū)作者之一的駱鳴津，在對(duì)莫氏論文進(jìn)行了認(rèn)真學(xué)習(xí)和思考后，為避免解Molodensky問(wèn)題中的一些困難和不足（如它屬于解非線性自由邊值問(wèn)題），試圖用另一種方法來(lái)求解擾動(dòng)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(cè)量的基本微分方程》，后于1965年該文在科學(xué)出版社《測(cè)量與地球物理集刊》中間世，由于當(dāng)時(shí)該刊發(fā)行量很少，以致后人幾乎未見(jiàn)過(guò)此文，故在本書(shū)中以附錄2表示。眾所周知，用球諧函數(shù)解球面邊值問(wèn)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(jí)精度上與莫氏的進(jìn)行了比較，且在模型上作了驗(yàn)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(jià)，但其中沒(méi)有莫氏公式中存在自由邊界面單層密度位對(duì)外法線方向的導(dǎo)數(shù)，產(chǎn)生的地球表面傾斜角項(xiàng)。因該項(xiàng)的存在已給許多同行帶來(lái)了很大的困難，而缺少此項(xiàng)的球函數(shù)方法，正是構(gòu)成該文的一個(gè)特色；而另一個(gè)特色是可將形狀不一的地表觀測(cè)值解析延拓到地球內(nèi)部半徑為定值的球面上，這對(duì)向外部空間的延拓也很方便。值得指出的是，對(duì)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(guó)外的Bjerhammar（布耶哈馬，簡(jiǎn)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(lái)，正如邊少鋒等在《用地表、低空重力資料解三類大地測(cè)量邊值問(wèn)題》文中指出：“該方法比布氏用Poisson積分法更為方便。”我們?cè)��?jīng)也發(fā)表過(guò)類似的文章，如在《大地測(cè)量與地球動(dòng)力學(xué)》《中國(guó)科學(xué)》《自然科學(xué)進(jìn)展》等雜志上已經(jīng)刊出，并提出了用球函數(shù)級(jí)數(shù)展開(kāi)法解橢球體大地測(cè)量邊值問(wèn)題。這樣不僅使計(jì)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(guó)外的學(xué)者如Hofman、Moritz在2005年所著的《Physic Geodesy》（物理大地測(cè)量學(xué)）增訂版——對(duì)上述問(wèn)題的探討。至于如何綜合利用空間大地測(cè)量資料，如GPS、LSR及衛(wèi)星測(cè)高、衛(wèi)星重力梯度等所提供的邊界條件，無(wú)論是求解擾動(dòng)位、擾動(dòng)重力，還是重力異常，根據(jù)該理論和方法都會(huì)得到解決。雖然目前重力場(chǎng)模型已進(jìn)展到EGM-2008，但是對(duì)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(guó)崎嶇不平的高山地區(qū)更為稀少。這時(shí)，如何運(yùn)用等效球理論解邊值問(wèn)題更為人們所期待。