为地球乃“天圆地方”，直到公元前6世纪毕达哥拉斯和公元前4世纪亚里士多德提出了“地圆说”。公元前3世纪，埃拉托斯特尼在亚历山大进行观测日影，推算出了子午圈的长度以及地球的半径，证实了地圆说，而该种方法则是“弧度测量”的初始形式。17世纪末，牛顿和惠更斯从力学原理出发，认为地球是两极稍扁的椭球形，称“地扁说”。18世纪中期法国科学院在南美洲和欧洲进行的弧度测量证实了“地扁说”。19世纪，随着测量得来的数据，拉普拉斯和高斯相继指出，地球并非为完美的椭球。1873年，利斯汀提出了大地水准面的概念，以与包围地球的静