应用高精度全站仪，同时测量水平角、垂直角和斜距，且测垂直角的精度与测水平角的精度相差不大。这样可同时测量和计算地面点的水平位置和高程位置的方法就称为三维大地测量。

确定地面点在空间的位置要有三个坐标。传统方法测定水平位置用经纬仪和测距仪，测定高程用水准仪。水平位置和高程的基准面也不一样，前者用椭球面，后者用大地水准面。因而从布网方案到数据处理都分成水平控制和高程控制两个系统。

高精度全站仪的应用，同时测量水平角、垂直角和斜距，且测垂直角的精度与测水平角的精度相差不大。这样可同时测量和计算地面点的水平位置和高程位置的方法就称为三维大地测量。

利用人造卫星定位的方法，特别是全球卫星定位系统（GPS）出现之后，也实现了三维大地测量。但由于卫星定位所得的大地高是相对于地心参考椭球面的高，因此，尚不能满足大多数用户对于高程的要求，还需要进行必要的改化。2100433B

• 几何大地测量学亦即天文大地测量学：它的基本任务是确定地球的形状和大小及确定地面点的几何位置。

• 物理大地测量学也称理论大地测量学：它的基本任务是用物理方法（重力测量）确定地球形状及其外部重力场。

• 空间大地测量学：主要研究人造地球卫星及其他空间探测器为代表的空间大地测量的理论，技术与方法。

大地测量控制为所有地理数据建立坐标提供共同的参考系统，它提供把所有地理特征联系到共同的、广泛使用的水平和垂直坐标系统的方法。大地测量控制信息的主要特征是大地测量控制站。这些永久点（有时是GPS控制站）有精确测量的水平和垂直位置，作为确定其他点的位置的基础。框架的大地测量控制包括大地测量控制站和相关的信息：名字、特征标识码、经纬度、绝对高度和椭球高度，以及每个站的元数据。

大地测量控制信息在开发所有的框架数据和用户应用数据中扮演着重要的角色。因为它提供了登记所有其他空间数据的空间参考源。另外，大地测量控制信息可用于规划测绘、评估数据质量、规划数据收集和转换，使新的数据区域适合已存在的覆盖层。用于解决大地测量学学科问题和在广大地区内为建立平面和高程控制网所进行的精密测量。测量时，通常应顾及地球形状、大小和重力场因素。它是建立国家和区域大地控制网的基本手段，也是地形测量和其他各种工程测量的基础工作，并为研究和测定地球形状和大小、空间目标坐标和方位，以及地壳变形等提供资料。

大地测量坐标系（Geodetic coordinate system）是指为大地测量所建立的坐标系。其主要分为三种：地心坐标系、参心坐标系和地方独立坐标系。