1957年，隨著人造衛(wèi)星上天，人類第一次從太空中看到了完整的地球圖像。根據(jù)人造衛(wèi)星運行軌道狀況和分析測算的結果，發(fā)現(xiàn)地球并不是標準的旋轉橢球體，而是呈梨形的不規(guī)則球體。

與平均海面重合，通過大陸不斷延伸的封閉水準面稱為大地水準面。地球的形狀和大小就是指大地水準面的形狀和大小。而大地水準面是地球物質引力和地球旋轉兩者所產生的重力的等位面，所以可通過重力值測量來確定地球的形狀和大小。

根據(jù)人造衛(wèi)星的軌道測量，可以準確推算地球的重力場和大地水準面。衛(wèi)星軌道測量的準確度已經達到1cm。1975年，國際大地測量和地球物理聯(lián)合會（IUGG）建議采用的地球形狀的主要參數(shù)如下：

地球平均半徑（R） 6371.012km±15m

赤道半徑（a） 6378.140km±5m

兩極半徑（c） 6356.755km±5m

扁率［（a-c）／a］ 1／298.257

1979年11月IUGG堪培拉會議通過，并得到國際大地測量協(xié)會認可的“大地參照系1980”給出的數(shù)值是：赤道半徑為6 378 137m；極半徑為6 356 752m；地球體積為1.083 2× 1021m3。

假設地球密度均一，則大地水準面應是一個扁率一定的旋轉橢球體。但測量結果并非如此。人們發(fā)現(xiàn)地球南、北兩半球并不對稱：北半球高出參考橢球體10m，比較瘦長；南半球低于參考橢球體約30m，比較胖短。在中緯度，南半球突出不到10m，北半球收進7.5m。整個形狀像一個夸張的梨形（圖2-1）。這一結果與理想橢球體盡管偏離不大，但清楚表明地球內部物質的不均勻性。