在上一章中，我们解释了“时频重力位测量”的研究目标是重力位差。那么目前有哪些方法能够观测重力位差？为什么我们要使用时频法？接下来我们来简单分析一下现有的几种方法。

传统方法

传统的，也是课本上介绍过的方法，是水准测量联合重力测量。这种方法在精确测得正(常)高的同时，也得到了“副产品”重力位差。

引自Levelling in Surveying | Mthods of Levelling | Uses of Levelling (quantity-takeoff.com)

但是这种方法至少存在3个主要缺陷：

1. 随着测线的增长，误差不断积累，因此难以实现远距离高精度传递；
2. 如果两地之间跨海或跨高山，则难以建立水准路线，也就无法进行观测；
3. 水准测量费时费力，效率很低，尤其在山区时更是如此。

<aside> 🤔 你可以试想一下，假设要求拉萨与北京两地之间的重力位差，从设计水准环路到一路架设仪器观测，再到后期的平差处理，需要多庞大的工作量。当然你可以说中国已经有现成的水准网了，这段路以前已经测过了。但是当年的观测设备精度如何呢？地球是不是在不断变化呢？我们往往需要定期更新观测结果。测拉萨和北京还是比较简单的情况，如果我想知道中国北京和美国旧金山之间的重力位差呢？两地之间目前没有水准网连接，在可以预见的未来也不会有。

</aside>

那么如果采用时频重力位测量的话，这个问题怎么解决？非常简单的三部曲：

1. 北京和拉萨各选一个观测站放置高精度原子钟；
2. 从下一章所介绍的信号传递方法中任选一种，进行时钟信号比对；
3. 将比对结果代入公式，直接算出重力位差。

怎么样，和水准方法相比是不是属实降维打击？而且如果将来科技发展了，我们直接换更精确的原子钟、或者换更好的信号传递手段，就可以立刻更新观测结果。至于北京和旧金山？除了把台站换个地方，其他的没有任何区别。

你可能会觉得这么比不公平，地面水准测量那都是几十年前的老黄历了，现在是卫星时代，我们有 GPS 水准，有 GRACE 重力卫星，还有很多现成的高精度重力场模型如 EGM2008，拿它们直接测重力位、测高程不比时频重力位测量要简单方便得多？

有个词叫做似是而非，用来形容上述这些技术与时频重力测量之间的差别非常贴切。

卫星方法

对于 GPS 水准，它虽然叫水准，但观测的实际上是大地高。要将其转换为正高或者正常高，还需要配合重力场模型才能完成。

引自ESA - Levelling by GPS