大地高与正常高的差值，用符号表示，如图所示。

高程示意图

设地球外部某点的扰动位为，相应正常重力为，则球近似下该点的高程异常定义为：

该定义公式适合大地水准面、地面及地球外部空间。大地高与正常高存在如下关系，即。若高程异常已知，就可以实现大地高与正常高间的相互转换。正常高通常利用水准测量技术获得，但这种作业成本非常高，作业效率较低。全球导航卫星系统（GNSS）与似大地水准面组合技术能够快速获取正常高，降低外业工作量，节省经济成本。高程异常确定方法主要有天文重力水准法、短边天文水准法、似大地水准面模型法、GNSS水准法、重力法、几何法、重力与几何联合方法等方法。实测的高程异常精度与GNSS技术测定的大地高、水准测量技术获得的正常高精度相关，内插获得的高程异常与似大地水准面精度、差值方法等相关。