球→椭球→大地水准面→真实地球自然表面这几个阶段，对地球形状认识的进步反映出了大地测量学的发展。
地球圆球阶段.人类最早对地球的认识是“天圆地方”。公元前6世纪后半叶，古希腊学者毕达哥拉斯提出了地球为球形的概念。2个世纪以后亚里士多德通过进一步论证支持此说。约前240年，埃拉托色尼通过观测亚历山大港和塞尼（今埃及的阿斯旺）两地观测日影的方法估算出地球圆周在39,690千米到46,620千米之间。这是人类首次应用弧度测量估算地球大小。公元8世纪，中国科学家一行派太史监南宫说在今河南境