Πολυώνυμα και συναρτήσεις Legendre. Ανάπτυξη του γήινου πεδίου βαρύτητας σε σφαιρικές αρμονικές. Σχέση μεταξύ των συντελεστών των σφαιρικών αρμονικών και του ιδιοτήτων του έλκοντος σώματος, φυσική ερμηνεία των σφαιρικών αρμονικών όρων χαμηλού βαθμού και τάξης. Σύγχρονα μοντέλα συντελεστών σφαιρικών αρμονικών EGM96, GGM02S, GGM02C, EIGEN-02S, EIGEN-CG01, κ.ά. και η συνεισφορά τους στον υπολογισμό των παραμέτρων του γήινου πεδίου βαρύτητας.

Η γεωμετρία και οι προσεγγίσεις (μοντέλα) του γήινου πεδίου βαρύτητας. Δυναμικές και ισοδυναμικές επιφάνειες της βαρύτητας. Ισοδυναμικές γραμμές και κατακόρυφοι. Ο ορισμός του γεωειδούς. Το κανονικό πεδίο βαρύτητας, κανονικό δυναμικό και κανονική βαρύτητα. Το διαταρακτικό δυναμικό. Η σφαιρική γη και το χωροσταθμικό ελλειψοειδές εκ περιστροφής ως κανονική επιφάνεια αναφοράς της βαρύτητας. Ελλειψοειδείς συντεταγμένες. Το θεώρημα του Clairaut για τη γεωμετρική επιπλάτυνση της γης και την πλάτυνση της βαρύτητας. Οι εξισώσεις του Somiliana και του Cassini για την κανονική βαρύτητα. Tα γεωδαιτικά συστήματα αναφοράς GRS67 και GRS80.

Στοιχεία βαρυτημετρίας – Απόλυτες και σχετικές μετρήσεις βαρύτητας. Αναφορά στις διορθώσεις και αναγωγές μετρήσεων της βαρύτητας. Ορισμοί των ανωμαλιών και διαταραχών της βαρύτητας, η συσχέτιση τους με τα υψόμετρα και οι σχέσεις τους με τα υψόμετρα του γεωειδούς και των αποκλίσεων της κατακορύφου (εξίσωση του Bruns και η θεμελιώδης εξίσωση της φυσικής γεωδαισίας). Σχέσεις μεταξύ των διάφορων παραμέτρων του πεδίου βαρύτητας και του διαταρακτικού δυναμικού. Απεικόνιση του πεδίου ανωμαλιών βαρύτητας σε παγκόσμιο, περιφερειακό και τοπικό επίπεδο.