19世纪起，许多国家都开展全国天文大地测量工作，其目的并不仅是为求定地球椭球的大小，更主要的是为测制全国地形图提供大量地面点的精确几何位置。这就推动了几何大地测量的发展。

①为了检校天文大地测量的大量观测数据，求出最可靠的结果和评定观测精度，法国A.一M.勒让德于1806年首次发表最小二乘法的理论。事实上，德国数学家和大地测量学家C.F.高斯在1794年已经应用这一理论推算小行星的轨道，此后又用最小二乘法处理天文大地测量成果，把它发展到相当完善的程度，形成测量平差法，至今仍广泛应用于大地测量。

②椭球面上三角形的解算和大地坐标的推算，高斯于1828年在其著作《曲面通论》中提出椭球面三角形的解法。关于大地坐标的推算，许多学者提出了多种公式，高斯于1822年发表椭球面投影到平面上的正形投影法，这是大地坐标换算成平面坐标的最佳方法，至今仍在广泛应用。

③利用天文学大地测量成果推算地球椭球长半轴和扁率，德国F.R.赫尔墨特提出在天文大地网中所有天文点的垂线偏差平方和为最小的条件下，解算与区域大地水准面最佳拟合的椭球参数及其在地球体中定位的方法。以后这一方法被称为面积法。