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所謂的高程基準即為高程起算的參考面，一般常用二個面來當參考面：（1）以參考橢球面當起算依據者為幾何高系統，可利用GPS求得；（2）以大地水準面當起算依據者為正高系統。 台灣目前係採用正高系統，定義在1990年1月1日標準大氣環境情況下，並採用基隆驗潮站1957年至1991年之潮汐資料化算而得，命名為2001台灣高程基準（TaiWan Vertical Datum 2001，簡稱TWVD 2001）。正高之量測可藉直接水準測量加上重力測量得到。 大地水準面（geoid） 一靜止物体位於地球表面時，會受到兩個力的作用，一為地球引力，另一為地球自轉產生的離心力，兩者的合力即稱為物体所受的重力；地球引力位與離心力位的總和為重力位；重力位為常數的面稱為重力等位面，即物体沿該面運動時，重力不作功，例如水在等位面上是不會流動的，一般在測量領域中習慣稱之為水準面；大地水準面為最近似或最密切於平均海水面之一重力等位面，由靜止海水面向大陸延伸所形成的不規則封閉曲面。 幾何高(ellipsoidal height) 地表面上某點沿到參考橢球面的垂線長度即為幾何高，僅具幾何上的意義，並沒有物理上的意義，可由GPS、SLR等空間量測技術求得。 正高系統( orthometric height) 地表面上某點到大地水準面之垂線長度即為正高。

重力為地球引力與地球自轉離心力之合力，簡言之，重力測量即是重力之量測，在重力測量學中，定義為伽爾（Gal），以紀念物理學家伽利略（Galilei）。但在重力測量中，因伽爾無法滿足精度之需求，故以千分之一伽爾作為單位，即為毫伽（mGal）。

重力測量一般可分為絕對重力測量及相對重力測量兩種施測方式。絕對重力測量是利用相關量測儀器或設備，直接測定地球表面上某點(或待測點)之重力值。相對重力測量，即是利用相對重力儀測量相關測點對於某一重力基點之間重力差值。所謂的重力基準是指絕對重力值已知的重力點，作為相對重力測量的起始點。