天球

一个与地球同心的假想球体

宇宙的本质究竟是什么，说法不一。我们可以将宇宙想象成一个与地球同心的透明球体，繁星和其他天体分布其间，且有固定的位置，继而以这个简单的模型为基础，制定天文测量体系，绘制星图。

天球是一个虚构的概念，将复杂的三维宇宙简化成一个拟地球式的球体。天球概念刻意忽略了地球以一天为周期的自转运动，以及以一年为周期的公转运动（参见第15页），该宇宙模型重新回归到了“地球不动”的古代观点，假设天球上的繁星每天围绕地球运行，太阳和其他行星在天球上的运行速度比其他天体更慢。

如下图所示，天球以贯穿天极的轴为中心旋转（天极指的是地球南北两极对应的天球极点），天赤道将天球分为两个半球。太阳每年在天空中移动一圈，它的移动路线被称为黄道，黄道与天赤道相交于两点，即春分点和秋分点。

天球上的星体

这张图中，为了更清晰地展示天球的结构，隐藏了近侧星体。天球两极与地球两极在同一直线上，天赤道与地球赤道在同一平面，天球的赤纬线与天赤道平行，赤经线（R.A.）连接两个南北天极。黄道（假设地球不动，太阳运行的轨道）与天赤道之间存在一定夹角，黄道与天赤道有两个交点。太阳进入北半球天界的点即春分点，也就是白羊宫第一点（以符号表示）。这一点的坐标是：赤经0时、赤纬0度。

坐标系

和地球上定位的位置一样，要有固定的参照体系，才能测定天体在天空中的位置。以观察者看到的地平线为基础，制定水平坐标系，是给天体定位的最简单的方法。地球每天自转一周，也就是说，在特定的地点和时间，对应的水平坐标是特定的。在实践中，测定天体位置时，相较于水平坐标，“赤道坐标”更实用。

◀ 水平坐标

测定一颗星体（或任意物体）的位置，要先判断它与水平面的夹角（高度角），以及指北方向线依顺时针方向到目标方向线的水平夹角（方位角）。如果观察者在地球上的位置或观测时间发生变化，星体的水平坐标也会随之改变。

1 方位角（正北起，顺时针方向夹角）

2 高度角（与水平面夹角）

◀ 赤道坐标

赤道坐标系中，用赤纬（天赤道以南或以北的纬度）和赤经（以时、分、秒为单位，将白羊宫第一点定义为赤经0时）来描述恒星的位置。

1 赤纬（与天赤道的夹角）

2 赤经（白羊宫第一点以东的角度）

3 白羊宫第一点

4 天赤道