它利用已知卫星轨道参数或卫星瞬时坐标，根据轨道摄取理论获得引力场参数，定出观测站点的地心坐标。
1962年10月31日，美国发射了世界上第一颗“安娜”1B号地卫星，重约162公斤，卫星上有闪光灯、多普勒信标机和雷达应答机。之后又发射了“西可尔测地卫星”以及“激光地球动力学卫星”。日本曾利用美国的测地卫星，将原来地图上鸟岛的位置向东偏移1500米，纠正了原位置的错误。
从1966年2月~1975年，法国陆续发射了“调音”号、“竽冠”号、“佩奥利”号和“激光测地卫星”，进行了欧、非两块大陆的联测。
苏联发射的测地卫星混编还在“宇宙”号卫星系列中。此卫星直径为60厘米，由铝合金制成，通过向卫星发射激光束，测量卫星发射激光光束的方向和入射，反射之间的时间差，可正确测量地球上各地之间的距离及地形。
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