由等位面大地高格网（m）及其面上空间异常/扰动重力格网（mGal），按广义Vening-Meinesz数值积分方法，计算大地水准面及其外部近地空间的垂线偏差向量（S,W，″）。 广义Vening-Meinesz公式由广义Stokes/Hotine公式导出，属Stokes边值问题。要求被积空间异常/扰动重力位于等位面。

由移去全球负荷球谐系数模型值的区域大气压、陆地水、海平面变化等地表环境负荷等效水高变化（cm）残差格网，按负荷格林函数积分法，计算地面或近地空间任意点高程异常（mm）、地面重力（μGal）、扰动重力（μGal）、地倾斜（SW南向/西向mas）、垂线偏差（SW南向/西向mas）、水平位移（EN东向/北向mm）、地面径向（大地高mm）、地面正（常）高（mm）、扰动重力梯度（径向mE）与水平重力梯度（NE北向/西向mE）负荷效应的残差值。

由等位面大地高格网（m）及其面上残差高程异常（m）或垂线偏差向量（S,W，″）格网，按逆Stokes、Hotine或Vening-Meinesz运算数值积分方法，计算等位面上其他类型残差扰动重力场元。 扰动重力场元逆运算积分属Stokes边值问题，要求被积高程异常或垂线偏差向量（S,W）位于等位面，通常用于海洋卫星测高重力场反演计算。

由地面数字高程模型和地面大地高格网，按严密数值积分方法，计算大地水准面及其外部重力场全要素的地形Helmert凝聚效应。 由于正常重力场保持不变，地形Helmert凝聚的影响对象是重力位和重力，因此，任意计算点处扰动重力、空间异常的地形Helmert凝聚效应严格等于重力地形Helmert凝聚效应。 与局部地形影响相比，地形Helmert凝聚效应的超短波成分更为丰富。受大陆地形影响，近岸海域存在地形Helmert凝聚影响；大洋深处地形Helmert凝聚影响等于零。

给定经纬度大地高和时刻，采用多颗卫星激光测距SLR地球质心变化实测或预报时序产品，计算全空间大地测量全要素非潮汐地球质心变化效应。 改善IERS2010地球质心变化效应算法，实现全空间大地测量全要素非潮汐地球质心变化效应的统一解析计计算。 地球质心变化是地球内部非潮汐负荷变化导致整个地球形变的一阶项，因而影响地球空间中各种几何物理大地测量要素，而不是简单地表现为纯几何量的站点位移。

由给定经纬度、大地高和时刻，预报地面及地球外部空间计算点10种大地测量要素的固体潮效应。改善IERS2010站位移固体潮算法，实现全空间大地测量全要素固体潮效应统一解析计算。天体的地球引潮位计算时，月球取6阶、太阳取3阶和太阳系地球外部行星取2阶。

由各种大地测量监测量时间序列，以负荷格林函数积分为动力学约束，计算地表负荷等效水高(cm)，高程异常(大地水准面mm)、地面重力(μGal)、扰动重力(μGal)、地倾斜(mas)、垂线偏差(mas)、地面水平位移(mm)、大地高(mm)、正(常)高(mm)、扰动重力梯度(mE)与水平重力梯度(E)负荷形变效应格网时间序列。

利用全球海潮负荷球谐系数模型（cm），按负荷球谐综合算法，由给定经纬度、正常高和时刻，预报瞬时海面潮高（cm），计算地面及地球外部计算点10种大地测量要素的海潮负荷效应。 扩展与完善IERS2010第6、7章中的海潮负荷效应算法，实现全空间大地测量全要素海潮负荷效应统一解析计算。

由各种大地测量监测量时间序列，按球面径向基函数SRBF负荷形变场逼近算法，计算地表负荷等效水高(cm)，高程异常(大地水准面mm)、地面重力(μGal)、扰动重力(μGal)、地倾斜(mas)、垂线偏差(mas)、地面水平位移(mm)、大地高(mm)、正(常)高(mm)、扰动重力梯度(mE)与水平重力梯度(E)负荷形变效应格网时间序列。

由陆海高分地形模型、陆海低通地形模型和地面/海面大地高格网，按严密数值积分方法，计算近地空间大地水准面及其外部高程异常（m）、重力（mGal）、垂线偏差向量（″，南向S/西向W）和重力梯度（E，径向）陆海统一的剩余地形影响。

给定经纬度、大地高和时刻，由IERS地球定向参数EOP，计算地面及地球外部空间全要素大地测量的自转极移效应。改善IERS2010自转极移效应算法，实现全空间大地测量全要素自转极移效应统一解析计算。

对地面/海面大气压变化（hPa）、大陆水变化（cm）和海平面变化（cm）等全球非潮汐负荷球坐标格网时间序列进行球谐分析，生成地表环境负荷地球质心变化（mm）时间序列与规格化负荷球谐系数模型（m）时间序列。负荷球谐系数模型时间序列可进一步用于计算地面及固体地球外部全空间全要素大地测量非潮汐负荷效应时间序列。

由移去全球负荷球谐系数模型值的区域陆地水、海平面变化、江河湖库水、冰川雪山等地表环境负荷等效水高残差格网，按球面径向基函数(SRBF)逼近与负荷效应综合算法，计算负荷残差等效水高逼近值（cm）和大地测量全要素负荷形变效应。

由全球大气压、陆地水或海平面变化负荷球谐系数模型（m），按球谐综合算法，计算固体地球外部空间点的高程异常（mm）、地面重力（μGal）、扰动重力（μGal）、地倾斜（SW南向/西向mas）、垂线偏差（SW南向/西向mas）、水平位移（EN东向/北向mm）、地面径向（大地高mm）、地面正（常）高（mm）、扰动重力梯度（10μE）或水平重力梯度（NE北向/西向10μE）的地表环境负荷效应。

由等位面大地高格网及其面上残差扰动场元格网，按严密径向梯度积分公式，计算该等位面上计算点的残差场元径向梯度值（/km）。扰动场元梯度积分由Stokes边值问题解导出，要求被积扰动场元位于等位面。径向方向由地心指向地球外部。

由地面或地球外部非等位的边界面上空间异常或扰动重力（mGal）格网、边界面模型高程异常格网、边界面大地高格网和参考等位面（Stokes边值归算面）大地高格网，计算边界面上离散点空间异常或扰动重力的Molodensky一阶项边值改正数，从而将Molodensky边值问题，转换为Stokes边值问题。

由等位面大地高格网（m）及其面上的残差空间异常/扰动重力格网（mGal），按广义Stokes/Hotine数值积分方法，计算近地空间大地水准面及其外部残差高程异常（m）。 等位边界面不必是大地水准面，可以是某一等高面，甚至可由地面外部等位面（等高面）上的残差空间异常/扰动重力，计算地面残差高程异常。

给定时间跨度和采样间隔，计算地球自转参数（自转极移和日长变化）的长周期和短周期（周日/半日）潮汐效应预报时间序列。此功能调用IERS协议2010中收录的模型和Fortran代码模块实现，这些代码可从IERS网站获得。

输入时间序列参数，由海潮负荷球谐系数一阶项文件（ETideLoad4.5海潮负荷球谐系数模型构建程序输出文件），预报地球质心变化的海潮负荷效应（Xcm, Ycm, Zcm；mm）时间序列。 改善IERS2010地球质心负荷潮效应算法，使得地球质心变化负荷潮效应与全球负荷潮球谐系数模型严格一一对应。 地球质心处天体的引潮力恒等于零，大地测量学因此不具体研究固体潮产生的地球质心变化。海洋潮汐、地面大气压潮分别导致海水质量和大气密度的重新分布，引起地球质心周期性变化。

综合多种异质离散残差观测扰动场元（包括扰动重力、高程异常、空间异常、扰动重力梯度或垂线偏差），采用球面径向基函数逼近方法，估计给定计算面上全要素残差场元格网，从而实现重力场及大地水准面的统一建模。