本文主要研究了Stokes-Helmert方法确定重力大地水准面的理论与实践。论文中所做的主要工作和创新点概括如下：1.详细阐述了Stokes-Helmert边值理论以及其线性化过程。建立了实际空间向Helmert空间转化的关系。基于Helmert第二压缩方法和平均密度压缩模型,视大地水准面为球面,以计算点向径为半径,将地形分为布格球壳和粗糙地形两部分。推导了各部分地形在地面上和大地水准面上的地形引力位、压缩地形引力位、剩余地形引力位。针对粗糙地形剩余引力位,基于不同积分区域,给出了相应区域的具体实用表达形式。推导给定了空间重力异常椭球改正计算公式,并进行了实验分析。2.推导了各部分地形对于重力的直接影响和对于大地水准面的间接影响计算公式,分析了影响因素。地形直接影响属于短波,计算主要是由粗糙地形引起,因此精细地形数据是计算该项影响关键所在。地形对于大地水准面的间接影响主要由布格球壳地形引起,因此主要是由计算点高程大小决定。初步分析了认为以地壳平均密度近似实际地形密度,存在一定的偏差。接着,推导了地形对于重力的次要间接影响,建立了其与地形对于大地水准面间接影响之间的关系,定量分析得出它对于重力的影响量值较小。详细推导了地形对于垂线偏差的间接影响。3.研究分析了两种方法向下延拓Helmert空间重力异常值。Poisson积分向下延拓,需要顾及较多因素,且又容易过度放大高频噪声。采用修正Poisson核函数,虽可提高精度,但影响计算速度。应用解析延拓计算g1项,较为方便,快速,因此选用解析延拓更为合适。实验分析得出,选择0.5°积分半径,截断至360阶,应用解析延拓计算Helmert空间重力异常向下延拓的效果最佳。4.分析并确定建立Helmert空间重力异常格网的方法。间接法以均衡异常或者布格异常为过渡,逐步生成所需Helmert空间重力异常格网。本文区别于传统方法,将平面近似Airy-Hesikanen均衡模型扩展至球面近似模型,分析以球面均衡重力异常、球面布格异常等量为过渡,生成Helmert空间重力异常格网。由于Helmert空间异常是均衡模型一种特例,所以应用直接法生成Helmert空间重力异常格网值也是恰当的。经比较分析认为,直接法建立Helmert空间重力异常2.5’×2.5’分辨率格网,受到模型参数影响小,且精度损失较小,相对较为便捷。5.研究分析提高获取高精度高分辨地球重力场长波能力。由地球重力场模型计算的重力场元长波分量,在生成高精度格网中,因模型截断阶次、波长和空间分辨率三者不匹配,容易产生高频噪声、频率混叠等现象,污染长波。提出应用样条光滑或者低通滤波方式改善。经实验分析,认为应用样条光滑可提高长波分量格网精度；低通滤波可改善已生成的高分辨格网精度,但需要选用恰当的滤波参数。6.详细研究了基于Helmert-Stokes理论确定大地水准面的方法。针对大地水准面的不同波长,提出了相应的不同改进方案。分析比较了多类修正Stokes核函数在大地水准面建立中的作用,得出VK-Stokes核函数能够达到相对较好效果,计算剩余大地水准面差距中,不含有长波误差。利用实验区内8个一、二级GPS/水准点,检测了各类计算改正量。结果显示,在试验区确定的大地水准面精度大约在±10cm左右。由此可见,应用Helmert-Stokes方法能够确定高精度、高分辨大地水准面,可为将来建立1cm精度的重力大地水准提供了技术准备。