引言：借助經(jīng)度和緯度，可以非常方便地確定我們的地理坐標(biāo)。那么，無(wú)時(shí)無(wú)刻不在運(yùn)動(dòng)著的日月星辰，我們又該如何確定它們的坐標(biāo)呢？

知識(shí)點(diǎn) I ：天球

天球：以地心為球心，以任意長(zhǎng)或無(wú)限遠(yuǎn)為半徑所做的假想的球面，稱為天球。天球就好像一塊球面幕布，所有的天體都被認(rèn)為是天球上的“投影”。球面坐標(biāo)的度量單位都是角度，不存在米、公里這種長(zhǎng)度單位，也不存在從球心到天體的距離。

大圓：球面上以球心為圓心，以球的半徑為半徑的圓，也就是球上最大的圓。

天頂和天底：做一條過(guò)球心的鉛垂線，與天球交于兩點(diǎn)，上方叫天頂Z，下方叫天底Z’。

北天極和南天極：地球自轉(zhuǎn)軸向兩端無(wú)限延伸，與天球的交點(diǎn)，北極延伸出去的交點(diǎn)叫北天極P,南極延伸出去的交點(diǎn)叫南天極P’。

地平圈：地平線投影在天球上的大圓。

四方點(diǎn)：北天極在地平圈上的投影點(diǎn)是北點(diǎn)N。北點(diǎn)順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)90°、180°、270°分別是東點(diǎn)E、南點(diǎn)S、西點(diǎn)W。

子午圈：過(guò)北點(diǎn)、南點(diǎn)和天頂?shù)拇髨A。地球上每個(gè)點(diǎn)都有自己的子午圈。

知識(shí)點(diǎn)II：地平坐標(biāo)系

地平坐標(biāo)系的第一坐標(biāo)叫方位角，記作A，從南點(diǎn)開(kāi)始，也就是從子午圈開(kāi)始往東為0到-180°，向西為0到180°，或者是向西轉(zhuǎn)一圈為0到360°（地質(zhì)學(xué)、航海、航空等領(lǐng)域中都是以北為起點(diǎn)，順時(shí)針一圈0到360°)。第二坐標(biāo)叫地平高度角，記作h，是天體距離地平圈的仰角。

地平坐標(biāo)系比較直觀的，平時(shí)目視觀星時(shí)經(jīng)常使用。但是，隨著地球的自轉(zhuǎn)，日月星辰東升西落，它們的方位角和高度角每時(shí)每刻都在發(fā)生變化，造成一定的麻煩。于是就有了另一套天球坐標(biāo)體系，赤道坐標(biāo)系。既然叫赤道坐標(biāo)系，那就必須要先定義一下赤道。

知識(shí)點(diǎn)II ： 時(shí)角坐標(biāo)系（第一赤道坐標(biāo)系）

天赤道：地球赤道在天球上的投影

時(shí)角坐標(biāo)系的坐標(biāo)原點(diǎn)是天赤道與子午圈的交點(diǎn)。時(shí)角坐標(biāo)的第一坐標(biāo)叫做時(shí)角，記作t，從子午圈開(kāi)始，沿著與天赤道平行的方向往西度量到天體所在的經(jīng)線，這條經(jīng)線是連接北天極、南天極和天體的一條大圓。時(shí)角用h、m、s來(lái)表示。第二坐標(biāo)叫赤緯，記作δ，從赤道向北（或向南）度量到天體所在緯度。赤緯用°′″來(lái)表示，往北記作“+”，往南記作“-”。

時(shí)角坐標(biāo)與時(shí)間相關(guān)，可以和天體周日視運(yùn)動(dòng)聯(lián)系起來(lái)。當(dāng)時(shí)角為0時(shí)，就意味著這顆星到了正南方，也是它升得最高的時(shí)候，我們有時(shí)候俗稱就是到頭頂位置，專業(yè)名詞叫上中天。相應(yīng)的，當(dāng)時(shí)角為12h時(shí)就叫下中天。在地球自轉(zhuǎn)的過(guò)程中，天體的赤緯坐標(biāo)保持不變，時(shí)角坐標(biāo)持續(xù)變化，時(shí)間增加多少，時(shí)角的值就增加多少。

知識(shí)點(diǎn)III ： 赤道坐標(biāo)系（第二赤道坐標(biāo)系）

赤道坐標(biāo)系的坐標(biāo)原點(diǎn)是黃道與天赤道的升交點(diǎn)，即春分點(diǎn)。

黃道：太陽(yáng)周年視運(yùn)動(dòng)的軌跡稱，或地球公轉(zhuǎn)軌道面與天球相交而成的大圓。

春分點(diǎn)：黃道與天赤道存在著23°26′的交角，太陽(yáng)每年兩次穿越天赤道，其中太陽(yáng)從南向北穿越天赤道的點(diǎn)（升交點(diǎn)）叫做春分點(diǎn)，用白羊?qū)m的符號(hào)表示。

第一坐標(biāo)叫赤經(jīng)，從春分點(diǎn)出發(fā)沿著與天赤道平行的緯線向東度量，使用的單位是h、m、s。第二坐標(biāo)叫赤緯，從春分點(diǎn)出發(fā)往南北兩極度量，與時(shí)角坐標(biāo)中的赤緯是一樣的。這樣表示的天體坐標(biāo)是不隨地球自轉(zhuǎn)變化的，而且春分點(diǎn)位置在短時(shí)間內(nèi)是不會(huì)變化的，所以由此確定的坐標(biāo)也是固定不變的，可用于星圖。

總結(jié)：

地平坐標(biāo)系的X軸是地平圈，Y軸是子午圈，坐標(biāo)原點(diǎn)是南點(diǎn)；時(shí)角坐標(biāo)系的X軸是天赤道，Y軸是子午圈；赤道坐標(biāo)系的坐標(biāo)原點(diǎn)是春分點(diǎn)，X軸是天赤道，Y軸是春分點(diǎn)所在的赤經(jīng)線。

地平坐標(biāo)系一般用于地平式望遠(yuǎn)鏡，還有相機(jī)三腳架等，比較直觀，通過(guò)簡(jiǎn)單目測(cè)就能知曉，但是不同地點(diǎn)不同時(shí)間，同一天體的地平坐標(biāo)是不一樣的，即便在一個(gè)地方，隨著時(shí)間推移，地平坐標(biāo)的兩個(gè)值時(shí)刻都在發(fā)生變化。

時(shí)角坐標(biāo)系可用于望遠(yuǎn)鏡，尤其是入門級(jí)的小望遠(yuǎn)鏡，不同地點(diǎn)不同時(shí)間，同一天體的時(shí)角坐標(biāo)也是不一樣的，在一個(gè)地方，隨著時(shí)間推移，天體東升西落，時(shí)角坐標(biāo)中的時(shí)角時(shí)刻發(fā)生變化，時(shí)間過(guò)了多久，時(shí)角就增加多少，時(shí)角坐標(biāo)中的赤緯則不變。

赤道坐標(biāo)系用于星圖、星表，不隨時(shí)間、地點(diǎn)變化，是天文學(xué)家最常用的坐標(biāo)系。