传统的测定重力位及海拔高的方法需要利用水准测量联合重力测定。这种方法不仅受地域限制,而且随着测线的增长而累计误差越来越大。根据广义相对论原理,两地之间的引力位差可以通过比较高精度时钟的运行速率差或者电磁波信号的频率差来直接确定。随着高精度时间频率科学的发展,相对论重力测量的方法已经具备了实现的可能。本文致力于解决利用时频信号测定重力位的问题,在理论方法,模型构建,误差改正,精度分析,潜在应用等方面展开系统深入研究,主要内容包括:(1)阐述了相对论重力测量基础理论与方法,其中包括时间传递法与频率传递法,给出的相关公式可满足优于10-18的精度要求。(2)提出了通过线缆连接测定重力位差的方法。依据频率传递以及时间传递的原理,在10-18量级的精度水平分别提出了用光纤传递频率信号以及用同轴电缆传递秒脉冲信号的两种不同的测定重力位的方法,并进行了相关了仿真实验,结果表明观测精度可以达到亚厘米级。(3)提出了利用卫星频率信号的三频组合测定重力位差的卫星频率信号传递法,在优于10-18量级的精度水平,给出了各种误差改正模型,包括首次提出的电离层与对流层改正模型,并根据各个误差源的性质设计并进行了一系列完善的仿真实验,包括通过卫星测定地面站的重力位,以及通过卫星测定地面两点之间的重力位差,验证了该方法的有效性(4)基于卫星频移测定重力位法,首次提出了一种统一全球高程基准的模型,并通过模拟观测青岛与旧金山基准站的高程差进行了仿真实验;仿真实验结果表明,只要时钟的精度优于10-18,则可在厘米级的精度水平连接两个局部高程系统。该方法有望解决全球高程基准统一的难题。(5)基于卫星频移测定重力位法,首次提出了确定低轨卫星轨道界面处重力位的方法并构建了相应的模型,包括连接地面监控站的方法、模型以及连接高轨卫星的方法及模型,并实施了相应的仿真模拟实验。该方法提供了测定重力场的新途径。