描述地球重力场规则部分的一种模型重力。即平均地球椭球，或称正常椭球的重力，是正常重力位的梯度。若用γe表示赤道上的重力，γp表示极点的重力，a，b分别表示平均地球椭球的长、短半轴，则平均地球椭球面上地理纬度B处的正常重力为

这一公式是索米利亚纳(Somigliana，C.)于1929年导出的，称为索米利亚纳正常重力公式。在应用中，一般将上式展开成级数：

式中

称为重力扁率，

α为平均椭球体的扁率。在地球的正常重力场模型中，一般给出γe，β和β1三个值。

物理大地测量中作为正常场源的正常椭球却只定义了长半轴、扁率、赤道重力、角速度及总质量等几何量和表面物理量，其内部密度没有确切的分布，这是物理大地测量本身的理论体系所决定的。因此，要使得物理大地测量与地球物理的相互交叉，联合探求地球内部结构并解决密度反演中应用重力异常时所隐含的不确定性，首先就必须研究正常重力场源的同源性问题。

正常重力场的同源性问题归结起来应该是，物理大地测量与地球物理分别（结果应具有可比性）或联合用于反演内部密度结构的重力异常，其所对应的正常重力应产生于同一具有确切物理意义的正常场源（或理论模型）；而由外部重力场通过不同方法得到的内部密度异常所对应的正常密度应是同一的。

理论上，研究重力场的同源性问题有两种途径可循：大地重力学扰动边值（如重力异常、重力扰动，扰动位等）不变，构制相应的正常场源。这须克服许多数学和物理上的困难。直接选用或改进已有的地球物理模型代替参考椭球，而将传统的大地重力学扰动边值加以改造。这将涉及到整个传统的反演体系的调整。

将物理大地测量的正常场源与地球物理地球模型统一起来，是物理大地测量研究向地球内部拓展所面临的主要问题之一，也是物理大地测量与地球物理学科交叉并对地球内部密度进行综合解释的真正基础。由于这一问题涉及到学科界线及其传统理论框架的突破，以及数学求解与物理解释上的诸多困难，真正融合两学科的物理实际所建立的有效模型尚未发现。本文所作研究即是对这一问题的初步探索，与许多为正常椭球赋值问题的不同之处，在于应用了地球物理中PREM模型的密度分布，使得联合反演尤其是物理大地测量反演得到的地球内部密度解释有了较为明确的物理意义。事实上，类似的做法，人们还可能选择其他的约束（如来自于地震的波速场、自由振荡频率等），来建立更有效的地球内部场源的统一模型。