这是大地测量学经典理论。大地水准面是一个重力等位面。一个水准面的重力位函数w是唯一的,所以大地水准面就不相交或者相切,否则这一点的重力位就会有两个值。
重力位函数w对任意方向l的偏导数等于重力加速度的模g乘以g与l的方向余弦。当g与l夹角180度时,w在该方向的分量就是-g。由于各点的重力加速度并不相同,所以任意两个无穷接近的水准面之间的距离在各点处也不相等,所以大地水准面也不能平行,否则各点处的重力加速度都相等了,地球也就变成质量分布均匀的圆球了。
水准面不平行是为什么
在小范围内,水准面是平行的。但是在大范围,因为地球是球形的,各地的水准面均与当地的水准面平行,即平行于地球的位于当地的切面,各地的水准面当然不会平行了。