天文上一個很有用的定位工具——天球

天球

是在天文學和導航上假想出的一個與地球同圓心，並有相同的自轉軸，半徑無限大的球。與地球相對應，它有天道，天極。天空中所有的物體都可以當成投影在天球上的物件。地球的赤道和地理極點投射到天球上，就是天球赤道和天極。天球是位置天文學上很實用的工具。

觀測位置不同

各個天體同地球上的觀測者的距離都不相同，天體和觀察者間的距離與觀測者隨地球在空間移動的距離相比要大得多，所以看上去天體似乎都離我們一樣遠，仿佛散布在以觀測者為中心的一個圓球的球面上。實際上我們看到的是天體在這個巨大的圓球的球面上的投影位置， 根據觀測位置的不同，就具有不同的天球中心。嚴格的講，不同的觀測者就有不同的天球中心。在地面上觀測時，觀測者的眼睛就是天球中心，這樣建立起來的天球叫做地面天球。如果從地心觀測，則叫做地心天球。太陽在天球上每天移動約1度，一年則移動一周，這稱之為太陽周年視運動，太陽中心在天球上視運動的軌跡則是黃道。

北天極，南天極

把地軸無限延長，就是假想的天軸，地球北極指的一點是北天極，地球南極指的一點就是南天極。通過地球中心和天軸垂直的平面叫做天赤道面，天赤道面和天球的會合處就是天赤道。天球可被它的赤道（即天赤道）分成北天半球和南天半球兩部分。對應著有北回歸線、南回歸線、南極、北極。

周日運動

星星在天上每日旋轉一圈，這運動稱為周日運動。把地球自轉軸延伸到天球上的位置，就是天球的北極和南極。把地球的赤道伸延到天球上的位置，就是天球赤道了。北極星相對於地面的高度取決於觀測者所在地的緯度，例如在北京，北極星會在正北，離地面40 度；在北極，北極星會在頭頂（天頂）；在赤道的地方，北極星剛好躺在水平線上；而在南半球，北極星是永遠不會升出地平在線，所以在南半球是永遠看不到北極星。同樣道理，有些星永遠不會東升。居住在北半球的人永遠看不到接近南天極的星，而居住在南半球的人同樣也看不到接近北天極的星。

天空中的一切都不是僅憑我們的肉眼就能夠判斷出距離的。正因為此，我們僅能通過它們的朝向來確定其在天空中的位置。於是，天球就成了一個很有用的天文定位的工具了。