进行自由空气校正就是要消除因高度不同对观测值造成的影响。

若把地球当成扁率为的椭球看待，根据大地水准面上某一点的正常重力值与该点海拔高程为H处的正常重力值之间的关系，采用CGCS2000正常重力公式的地球参数，得到相应的自由空气校正公式为：

     …（1）

如果进一步将模型简化，将水准椭球看成是半径为的匀质圆球，高度校正公式为：

     …（2）

以往高度校正被称作自由空气校正，是因其高度为相对大地水准面或海平面的海拔高程（或垂向高度），而不是相对椭球面的高度。修订后的标准使用的垂向高度以椭球为基准而不是参考海平面。根据CGCS2000椭球参数，可得自由空气校正公式为：

     …（3）

对高度改正公式中的符号规定如下：测点高于基点时为正值，否则为负值。