ساعت‌های اپتیکی (اتمی) کاربردهای جدیدی در زمین‌سنجی پیدا می‌کنند.
در مونیخ، زمان سریعتر از براونشوایگ سپری می‌شود. از منظر علم فیزیک این موضوع واقعیتی مبتنی بر نسبیت عام اینشتن است. این اختلاف (بازه‌های زمانی) به دلیل آن است که مونیخ در ارتفاع بالاتری نسبت به براونشوایگ واقع شده است.
این تفاوت، یک ثانیه در یک میلیون سال است که گرچه اندک ولی با ساعت‌های اپتیکی اتمی به دقت قابل اندازه‌گیری است.
PTB در یک پروژه همکاری مشترک نشان داده که با استفاده از ساعت‌های اپتیکی اتمی، می‌توان ارتفاع‌سنجی مبتنی بر سنجش زمانی انجام داد.
زمان در مجاورت اجسام سنگین (مانند زمین) کندتر می‌گذرد. این اثر مبتنی بر یکی از پیش‌گویی‌های اصلی تئوری نسبت عام است که در اواسط قرن گذشته به طور تجربی به اثبات رسیده است.
اختلاف فرکانس ساعت‌های اپتیکی اتمی که از طریق فیبرهای نوری به یکدیگر متصل شده‌اند، می‌تواند برای سنجش مستقیم و بسیار دقیق میدان گرانشی زمین به کار گرفته شود. این ارتفاع‌سنجی مبتنی بر زمان‌سنجی موجب تسهیل بسیاری از کاربردهای ارزشمند و نوآورانه در زمین‌سنجی می‌گردد. برای مثال می‌توان مسئله تفاوت‌های بین شبکه ارتفاع کشورهای مختلف را مرتفع کرد. این اختلاف ارتفاع در صورتی که دو کشور از طریق زمینی به یکدیگر مرتبط نباشند، می‌تواند بسیار بزرگ باشد. همچنین با بهبود حاصل نسبت به جزر و مدسنج‌ها، سطح آب دریا را با دقت بیشتری می‌توان پایش کرد.
با ارتفاع‌سنجی مبتنی بر سنجش زمان، به تازگی به عدم‌قطعیت‌هایی در حد چند سانتی‌متر دست یافته‌اند.
PTB یک ساعت قابل حمل بر پایه اتم‌های سرد استرانسیوم ساخته‌ که از آن می‌توان برای ارتفاع‌سنجی مبتنی بر سنجش زمان استفاده کرد. علاوه بر این PTB  برای مقایسه ساعت‌های اتمی، با همکاری شرکای اروپایی خود، یک لینک فیبر نوری را برای این کار مورد استفاده قرار داده است.PTB  با همکاری موسسه ماکس پلانک (شاخه اپتیک کوانتومی) در گارچینگ و دانشگاه لایب‌نیتز در هانوور، اختلاف‌های ارتفاع فیزیکی بین موسسه ماکس پلانک و PTB را با این لینک فیبر نوری، اندازه‌گیری کرده است. برای این منظور، فرکانس ساعت قابل حمل، ابتدا با یک ساعت استرانسیومی دیگر در PTB مقایسه و سپس این ساعت به موسسه اپتیک کوانتومی ماکس پلانک منتقل شده است.
(ساعت قابل حمل) در آن جا مجددا، از طریق لینک فیبر نوری، با ساعت موجود در PTB مقایسه شد تا میزان اختلاف نسبی فرکانس دو محل، مشخص گردد. در نهایت، دوباره ساعت قابل محل در PTB با ساعت استرانیومی، مقایسه شد تا اطمینان حاصل آید که هیچ تغییر دیگری به غیر از Red Shift ناشی از پدیده نسبیت، در کار نبوده باشد.