御廌
2018-11-12 21:29:10
天文歷法簡史
天文學(xué)與人類的生產(chǎn)、生活緊密相關(guān),是自然科學(xué)中發(fā)展得最早的一門科學(xué)。
出于農(nóng)耕民族掌握四季變化的需要，古人觀測(cè)天象是很勤的，殷商時(shí)代的甲骨文就有了某些星名和日食、月食的記載，《尚書》、《詩經(jīng)》、《春秋》、《左傳》、《國語》、《爾雅》等書有許多關(guān)于星宿的敘述和豐富的天象記錄，史記有《天官書》，《漢書》有《天文志》。
遠(yuǎn)在5000多年前，中國就有了《陰陽歷》，每年366天。商代（公元前1600年～公元前1066年）時(shí)期，已有專門的官員負(fù)責(zé)天文歷法，當(dāng)時(shí)采用的是《陰陽合歷》，將閏月放在歲末，稱為“十三月”。西周（公元前1066年～公元前771年）時(shí)期，天文學(xué)家用圭、表測(cè)量日影，確定冬至、夏至和一年的二十四個(gè)節(jié)氣，來指導(dǎo)農(nóng)牧業(yè)生產(chǎn)。
原始社會(huì)的新石器時(shí)代是我國天文學(xué)的萌芽階段。當(dāng)時(shí)的人們開始注意到太陽升落、月亮圓缺的變化,從而產(chǎn)生了時(shí)間和方向的概念。從考古發(fā)掘看,半坡氏族的房屋都向南開門,一些氏族的墓穴也都向著同一個(gè)方向。人們還在陶器上繪制了太陽、月亮乃至星辰的紋樣。
人面魚紋盆口沿露地線紋中的四個(gè)“|”紋即表示四十?dāng)?shù)，四個(gè)“個(gè)”紋為十二數(shù)，既與四時(shí)八節(jié)十二月歷法有關(guān)，其總數(shù)五十二則與月相周期密合，即一年為五十二個(gè)七日。
進(jìn)入奴隸社會(huì)以后,天文學(xué)逐步得到發(fā)展。相傳在夏朝已有歷法,所以,今天還把農(nóng)歷稱為“夏歷”。根據(jù)甲骨文的記載,商代將一年分為春、秋兩個(gè)季節(jié),平年有十二個(gè)月,閏年有十三個(gè)月,大月三十天,小月二十九天。商代甲骨文中還有世界上關(guān)于日食、月食的最早記錄。西周已設(shè)專門人員管理計(jì)時(shí)儀器和進(jìn)行天象觀測(cè)。春秋時(shí)期,人們已能由月亮的位置推出每月太陽的位置,在此基礎(chǔ)上建立了二十八宿體系。根據(jù)《春秋》一書的記載,當(dāng)時(shí)已將一年分為春、夏、秋、冬四季。在同一書中還記有“魯文公十四年(公元前613年)秋七月,有星孛于北斗”。這是世界上關(guān)于哈雷彗星的最早記錄。
天文簡史
戰(zhàn)國時(shí)楚國人甘德和魏國人石申夫各著有《天文星占》和《天文》兩篇著作，《漢書·律歷志》將兩書合為一書，取兩者姓名合稱為《甘石星經(jīng)》，但正式以《甘石星經(jīng)》命名的是南宋晁公武的《郡齋讀書志》。天文學(xué)著作。甘經(jīng)、石經(jīng)各八卷，共十六卷，大致成書于戰(zhàn)國時(shí)期。
《漢書·律歷志》記載這部書有各八卷，到《隋書·經(jīng)籍志》記載只有各一卷，到唐以后此書就完全散佚了，今只能從唐代天文學(xué)著作《開元占經(jīng)》中見到它的片斷。后代所傳的已不是原文，歷代屢有纂改增刪，現(xiàn)存有民間流傳的抄本。原書詞意較淺，也很簡略，只有五、六百字?，F(xiàn)傳本是唐代人摭拾破殘舊本，綴補(bǔ)而成。
《甘石星經(jīng)》記錄了我國最早的恒星變化位置圖表，石氏部分包括二十八星宿、中官與外官，甘氏部分系統(tǒng)觀察了金、木、水、火、土五大行星的運(yùn)行，發(fā)現(xiàn)了五大行星的出沒規(guī)律，記載了八百顆恒星的名字，測(cè)定了一百二十顆恒星的方位。
《甘石星經(jīng)》中的《甘石星表》所載星座的測(cè)量形式，是中國天文測(cè)量學(xué)上獨(dú)特的赤道坐標(biāo)系。這個(gè)星表也是世界上最早的星表，比希臘天文學(xué)家伊也谷測(cè)編的歐洲第一恒星表大約早二百年，后世許多天文學(xué)家在測(cè)量日、月、行星的位置和運(yùn)動(dòng)時(shí)，都要用到《甘石星經(jīng)》的數(shù)據(jù)。此書反映了戰(zhàn)國時(shí)代天文學(xué)成就，是世界上最早成書的恒星和五行星的觀測(cè)紀(jì)錄。
《甘石星經(jīng)》標(biāo)志著我國古代天文學(xué)的發(fā)展高度，西漢惠帝元年(前194年)重修長樂宮，將城垣提高三丈，“城南為南斗形，北為北斗形，至今人呼漢舊京城為斗城?！?《三輔黃圖》)在西漢陵墓壁畫中也有相當(dāng)精彩的星象圖，最有名的是河南洛陽西北郊西漢墓中的壁畫天文圖。西漢諸帝還好言讖緯，將一些天文現(xiàn)象牽強(qiáng)附會(huì)，妄言興衰，宋代禁止流傳，緯書中也保存有春秋戰(zhàn)國時(shí)的天文資料。
《開元占經(jīng)》中輯出的石氏星表里，在二十八宿部分還附有二十五個(gè)“古度”的數(shù)據(jù)。它們都是距度方面的量。
1977年在安徽阜陽出土了一件漢初的圓盤，圭表，是兩塊中心相通、疊在一起的圓盤。稍小的上盤，邊緣均勻分布三百六十五個(gè)小孔。下盤邊緣寫有二十八宿名稱和距度數(shù)，彼此間距和距度數(shù)相當(dāng)。這些距度數(shù)和《開元占經(jīng)》所列古度大體一致。上述圓盤的出土，證實(shí)了中國古代確實(shí)曾用過古度數(shù)據(jù)。
石氏星表是后世許多天體測(cè)量工作的基礎(chǔ)。諸如測(cè)量日、月、行星的位置和運(yùn)動(dòng)，都要用到其中二十八宿距度的數(shù)據(jù)，還附有二十五個(gè)“古度”的數(shù)據(jù)，它們都是距度方面的量。
1977年，考古學(xué)家在安徽阜陽西漢汝陰侯夏侯灶墓（下葬年代為文帝十五年，公元前165年）中發(fā)掘出大量珍貴文物，其中一件漆器因功能不詳而被稱為“不知名漆器”。經(jīng)過多年的研究，石云里發(fā)現(xiàn)這件物品是古代用于測(cè)量正午日影長度的天文儀器“圭表”，是世界上現(xiàn)存的年代最早、且具有確定年代的圭表，比儀征出土的圭表還要早。
1965年在江蘇儀征石碑村1號(hào)東漢墓出土了一件袖珍銅圭表。圭長34.5厘米 ，合漢制1.5尺，邊緣上刻有尺寸單位 ；表高19.2厘米，合漢制8寸。圭、表間用樞軸連接，使之合為一體。使用時(shí)將表豎立與圭垂直；平時(shí)可將表折入圭體中留出的空檔內(nèi)，便于攜帶。是設(shè)計(jì)家和鑄造師密切配合的杰作。根據(jù)傳統(tǒng)的說法，表高為8尺；這一數(shù)值曾被長期沿用。該表的表高恰為8尺的1/10，說明它是一件便攜式的測(cè)影儀器 ，可證明當(dāng)時(shí)常設(shè)的天文臺(tái)用8尺的表進(jìn)行觀測(cè)的說法是可信的。
具體可看如果國寶會(huì)說話之二十八宿圓盤圭表。
古代天文歷法知識(shí)基礎(chǔ)
天文簡史
5000多年前，中國就有《陰陽歷》，每年366天。
商代（公元前1600年～公元前1066年）時(shí)期，已有專門的官員負(fù)責(zé)天文歷法，當(dāng)時(shí)采用的是《陰陽合歷》，將閏月放在歲末，稱為“十三月”。西周（公元前1066年～公元前771年）時(shí)期，天文學(xué)家用圭、表測(cè)量日影，確定冬至、夏至和一年的二十四個(gè)節(jié)氣，來指導(dǎo)農(nóng)牧業(yè)生產(chǎn)。
出于農(nóng)耕民族掌握四季變化的需要，古人觀測(cè)天象是很勤的，殷商時(shí)代的甲骨文就有了某些星名和日食、月食的記載，《尚書》、《詩經(jīng)》、《春秋》、《左傳》、《國語》、《爾雅》等書有許多關(guān)于星宿的敘述和豐富的天象記錄，史記有《天官書》，《漢書》有《天文志》。
西漢（公元前206年～公元23年）漢武帝時(shí)，命令官員在古歷的基礎(chǔ)上重新制定了新的歷法——《太初歷》（公元前104年成書），沿用200余年。東漢（公元25年～公元220年）初年，國家又制定了《四分歷》。魏晉南北朝（公元220年～公元518年）時(shí)期，祖沖之制定《大明歷》，首次將歲差計(jì)算入內(nèi)，每年365.2428天，與現(xiàn)在的精確測(cè)量值僅相差52秒。
唐代（公元618年～907年）著名天文學(xué)家僧一行經(jīng)過數(shù)年的測(cè)量后制定了中國歷史上最全面最詳盡的歷書——《大衍歷》。該書共七部分，包括：計(jì)算朔月，望月的方法，計(jì)算二十四節(jié)氣及晝夜長短的方法，計(jì)算太陽，月亮運(yùn)動(dòng)，計(jì)算五大行星的運(yùn)動(dòng)，七十二侯，六十四卦，以及預(yù)測(cè)日食，月食等。這個(gè)歷法對(duì)中國歷法史影響很大，在明末采用西歐方法編歷之前，歷次修訂歷法都是仿照它的結(jié)構(gòu)進(jìn)行的。
北宋時(shí)期（公元960年～公元1127年）沈括制訂了依據(jù)時(shí)令氣節(jié)而定的《十二氣節(jié)歷》，撤銷閏月，與現(xiàn)行的公歷主張一致。
元朝（公元1279年～公元1368年）郭守敬在實(shí)際觀測(cè)的基礎(chǔ)上，吸取了前人的經(jīng)驗(yàn)，加上自己的創(chuàng)見，編訂了中國最優(yōu)秀的歷法《授時(shí)歷》。廢除了上元積年的日法，創(chuàng)立了招差法，孤矢割圓術(shù)，精確而圓滿地解決了古歷中定朔、閨月安排，二十四節(jié)氣安排，預(yù)推日、月食日期、時(shí)刻和見食情的四個(gè)主要問題。
從明朝（公元1368年～公元1644年）萬歷年間開始，中國歷法引入西學(xué)，清代（公元1644年～公元1911年）初期順治時(shí)，德國傳教士湯若望等人編制《時(shí)憲歷》。公元1912年，中國開始使用公歷，但同時(shí)使用農(nóng)歷，其實(shí)質(zhì)上仍是《時(shí)憲歷》。
天文坐標(biāo)系統(tǒng)
古代中國赤道坐標(biāo)系
赤道天球坐標(biāo)系在古代中國被稱為渾天說，相對(duì)于宣夜說、蓋天說，渾天說更符合天地運(yùn)行的規(guī)律。東漢張衡首先提出了渾天說，并對(duì)之前流行的蓋天說進(jìn)行了否定。渾天說認(rèn)為，天地如鳥卵（大橢圓形），天地相依，地居天中。張衡《渾儀注》曰：“渾天如雞子，天體圓如彈丸，地如雞子中黃，孤居于內(nèi)。天大而地小，天表里有水。天之包地，猶殼之裹黃。天地各乘氣而立，載水而浮。周天三百六十五度四分度之一；又中分之則一百八十二度八分之五覆地上，一百八十二度八分之五繞地下?！?/div>
渾天說是以地體為天地的球心，以南、北兩極為天之中，亦即天地的中心；以緣地球表面向四周延伸的太空為上下四方。以北天極為上，以南天極為下，以與地球赤道相平行的二十八宿為天赤道，以將二十八宿所標(biāo)示365度四分度之一等分為十二辰作為劃分時(shí)間的坐標(biāo)。并在這一立體的“卵殼”（天球上）上標(biāo)示日月五星的運(yùn)行軌道（即所說的黃道、黑道等）。正如李勇先生所指出：（由十二支標(biāo)示的）“天空十二辰對(duì)觀測(cè)者而言是隨整個(gè)天球參與周日和周年運(yùn)動(dòng)?！彪S整個(gè)天球，即是隨整個(gè)地球參與周日和周年運(yùn)動(dòng)。因?yàn)檎麄€(gè)天球是整個(gè)地球全方位向天穹的延伸。正如漢代揚(yáng)雄在《太玄經(jīng)》所說：南極與北極是天軸所在的處所，天旋地轉(zhuǎn)由此而起，就象車輪有車軸，所以能自行旋轉(zhuǎn)。眾星全都移動(dòng)，惟獨(dú)北極固守中央不變換位置（古人所講的用于標(biāo)識(shí)北天極位置的北極星只是相對(duì)不移動(dòng)位置，其實(shí)作為天軸軸心的北極星也是換了好幾個(gè)的）。因此得知北極星的位置居于天地的中心，天地是傾斜的，所以（在人的視覺中）極在正北。極就象轉(zhuǎn)軸的軸心，以（相對(duì)的）靜經(jīng)歷（不停歇的）動(dòng)，計(jì)量出十二時(shí)。這一體系所認(rèn)知的時(shí)空背景是以“極”為樞紐（中心），“時(shí)乘十二”。一年的十二月、一日的十二時(shí)，都是以極為中心對(duì)二十八宿的十二等分。用現(xiàn)代科學(xué)的語言講就是以“極”為中心對(duì)地球赤道和天球赤道365.25度的十二等分。
古代中國天文學(xué)赤道坐標(biāo)系的“以地體為天地的球心”，與西方的“地心說”有著本質(zhì)的區(qū)別。西方地心說認(rèn)為，地球靜止地居于宇宙的中心，太陽、月亮、行星和恒星都繞地球轉(zhuǎn)動(dòng)。在古代西方當(dāng)時(shí)觀測(cè)精度不高的情況下，地心體系大致能夠解釋行星的視運(yùn)動(dòng)，并據(jù)此編出了行星的星歷表。赤道坐標(biāo)系的 “以地體為天地的中心”，卻不是將地球認(rèn)作靜止的，更不是將地球認(rèn)作宇宙的中心。
如《素問》就明確指出：“觀五星之東轉(zhuǎn)，則地體左行之理昭然可知也?！薄暗貫槿酥隆Ｌ撝姓咭??！?是“太虛之中一物爾?！边@兩段引文的意思是：觀測(cè)木火土金水五大行星自西向東旋轉(zhuǎn)，那么地體自右向左運(yùn)行是明明白白可以認(rèn)知的。地體在人的腳下，太空之中。不過是太空之中的一個(gè)物體罷了?！渡袝た检`曜》也指出：“地恒動(dòng)不止，而人不知，譬如人在大舟中，閉牖而坐，舟行不自覺也?！钡鼐拖笠粭l航行著的大船，人坐在船中，關(guān)著窗戶，船在行駛，人卻覺不出來?！读凶印ぬ烊稹穭t說：“運(yùn)轉(zhuǎn)靡已，大地密移，疇覺之哉！”地球是不斷地旋轉(zhuǎn)著，只是人的感官不能覺察?！洞呵锞暋ぴ酚浭隽耍骸疤熳笮?，地右動(dòng)?！薄洞呵锞暋み\(yùn)斗樞》則說：“地動(dòng)則見于天象?！碧炜罩刑祗w的移動(dòng)體現(xiàn)了地體的運(yùn)動(dòng)。
《尸子》的論述則具有相當(dāng)強(qiáng)的學(xué)術(shù)性：“天左舒而起牽牛，地右辟而起畢昂。”即天是從左向右伸展開來，起點(diǎn)處是牽牛星宿----冬至起點(diǎn)；地是從右向左旋轉(zhuǎn)，起點(diǎn)處是畢、昂兩組星宿。牽牛與畢、昂在二十八宿中處于遙遙相對(duì)的位置。那么地體憑借什么而立足呢？“大氣舉之也?！币簿褪钦f，地球和五大行星一樣，共同漂浮在太空之中。它們和太空中的所有天體一樣，都被大氣托舉著。而且承傳了四千多年以前夏代用十干紀(jì)一年分十個(gè)月歷法的彝族人民，就保留了古老的中華民族“老虎推動(dòng)地球轉(zhuǎn)”的觀念。這些觀念就是古代中國天文學(xué)的以“地體為天地的球心”之出發(fā)點(diǎn)。有了這些正確的出發(fā)點(diǎn)，無論是對(duì)北極星的觀測(cè)也好，還是對(duì)北斗星、太陽、月亮、五大行星等天體的觀測(cè)也罷，認(rèn)知的都是地球與北斗、太陽、月亮、五星、二十八宿等天體復(fù)合運(yùn)動(dòng)的現(xiàn)象，測(cè)定的都是天體（自然也包括地球這個(gè)天體）在運(yùn)行過程中的相互對(duì)應(yīng)規(guī)律。赤道坐標(biāo)系的天球坐標(biāo)系就是以此為基礎(chǔ)而建立起來的，而且其科學(xué)性也是無可置疑的。不然的話，現(xiàn)代天文科學(xué)就不會(huì)“在計(jì)量恒星精確位置這一同樣重要方面卻完全是中國式的。
古代天文歷法知識(shí)基礎(chǔ)
天文坐標(biāo)系統(tǒng)
天球
為研究天體的位置和運(yùn)動(dòng)，而引進(jìn)的一個(gè)假想圓球。根據(jù)所選取的天球中心不同，有日心天球、地心天球等，各個(gè)天體同地球上的觀測(cè)者的距離都不相同。相比天體和觀察者間的距離，觀測(cè)者隨地球相對(duì)于上文中幾乎做慣性運(yùn)動(dòng)的天體移動(dòng)的距離是小量，所以看上去天體似乎都離我們一樣遠(yuǎn)，仿佛散布在以觀測(cè)者為中心的一個(gè)圓球的球面上。實(shí)際上我們看到的是天體在這個(gè)巨大的圓球的球面上的投影位置，這個(gè)圓球就稱為天球。
觀測(cè)者所能直接辨別的只是天體的方向。在球面上處理點(diǎn)和弧段的關(guān)系，比在空間處理視線方向間的角度要簡便得多,在天文學(xué)的一些應(yīng)用中,都用天體投影在天球上的點(diǎn)和點(diǎn)之間的大圓弧段來表示它們之間的位置關(guān)系。天球的半徑是任意選定的，可以當(dāng)作數(shù)學(xué)上的無窮大。為了定量地表示和研究天體投影在天球上的位置和運(yùn)動(dòng),需要在天球上建立參考坐標(biāo)系,并主要應(yīng)用球面三角學(xué)計(jì)算點(diǎn)位的關(guān)系。它假定各天體在天球表面上的投影就是天體在宇宙空間中的位置。
天球坐標(biāo)系統(tǒng)
相對(duì)于地球不動(dòng)的概念，天球上的物體也是每24小時(shí)圍繞著天極旋轉(zhuǎn)的。這就是晝夜運(yùn)動(dòng)，太陽、行星、衛(wèi)星等等都是東升西落,這稱為天球的周日視運(yùn)動(dòng).因?yàn)榈厍蛴泄D(zhuǎn)的緣故，一顆恒星總是比它前一天提前約4分鐘升起。
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(duì)應(yīng)著有北回歸線、南回歸線、南極、北極。
因?yàn)榈厍蚴亲晕飨驏|旋轉(zhuǎn)，所以天球上的物體都是相對(duì)天球自東向西旋轉(zhuǎn)。
可以構(gòu)建一個(gè)天球坐標(biāo)系統(tǒng)來量化天空物體的朝向。而因?yàn)橛刑烨虻母拍詈?，天文學(xué)家以此開始創(chuàng)立不同坐標(biāo)系如黃道坐標(biāo)系和銀道坐標(biāo)系。但要注意的是，天球儀是在天球外看天球，天象廳或模擬星象是在天球內(nèi)看天球。
地平坐標(biāo)系統(tǒng)
方位角·高度角·地平線·正北·天頂·天底
在地平或高度方位系統(tǒng)，觀測(cè)者位于地球上，圍繞著自身的自轉(zhuǎn)軸每一恒星日（23h56m）相對(duì)于固定的恒星背景旋轉(zhuǎn)一周。在地平系統(tǒng)中，天體位置的定位主要用于計(jì)算出與沒的短暫時(shí)間，例如，太陽升起和沉沒時(shí)間的計(jì)算。過去它也用于導(dǎo)航，例如，確定行星位置的高度與方位，依據(jù)時(shí)間確定船只正確的經(jīng)度和緯度。許多望遠(yuǎn)鏡也采用經(jīng)緯儀的架臺(tái)，然后依據(jù)時(shí)間、地理位置，利用電腦計(jì)算天體在地平上的位置（高度和方位）。
赤道坐標(biāo)系統(tǒng)
赤經(jīng)·赤緯·天赤道·時(shí)角
以地球的中心為中心并且固定住環(huán)繞我們的天空，因此它看起來與地球固定在一起，而我們?cè)诘厍虻谋砻嫔侠@著自身的軸旋轉(zhuǎn)。赤道坐標(biāo)描述的天空，包括所見的太陽系，和現(xiàn)在所有的星圖幾乎全都用赤道坐標(biāo)來繪制，而古代的東方天文學(xué)家早已使用這種坐標(biāo)繪制星圖。
赤道系統(tǒng)是專業(yè)天文學(xué)家最常用的坐標(biāo)系統(tǒng)，業(yè)余天文學(xué)家也使用赤道系統(tǒng)的架臺(tái)在夜晚追蹤天空的運(yùn)動(dòng)。天體被調(diào)整好的望遠(yuǎn)鏡或其它種類的儀器找到之后，這些天體就會(huì)使用與赤道坐標(biāo)匹配來標(biāo)示它們的位置。
最常被選用的赤道系統(tǒng)是古老的1950分點(diǎn)或現(xiàn)代的2000分點(diǎn)，但也可以使用標(biāo)示日期的赤道系統(tǒng)，意味著必須考量日期的需要，例如對(duì)一顆行星或太空船位置的測(cè)量。也有細(xì)分到“平均日”坐標(biāo)，它們采用平均值而忽略章動(dòng)和包含章動(dòng)的"真正日期"。
黃道坐標(biāo)系統(tǒng)
黃經(jīng)·黃緯·黃道
一種古老的坐標(biāo)系統(tǒng)，使用在天文學(xué)和占星術(shù)上未分家前的星圖上，特別是在西方世界。
黃道系統(tǒng)描述的是行星環(huán)繞太陽移動(dòng)的軌道，它的中心在太陽系的重心，也就是太陽的位置。它的基本平面是地球的軌道面，稱為黃道面。在行星科學(xué)中被大量使用，像是計(jì)算行星的位置和其他重要的行星軌道參數(shù)：傾角、升交點(diǎn)、降交點(diǎn)、近日點(diǎn)位置等等。
銀河坐標(biāo)系統(tǒng)
銀經(jīng)·銀緯·銀盤·銀心
以我們的太陽系為中心，指向銀河中心的方向?yàn)槭?點(diǎn)的位置，而基本平面大致上與銀河盤面一致，但是有固定的標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)然，銀河系統(tǒng)是用來決定星際物體在銀河中的相關(guān)位置。
超星系坐標(biāo)系統(tǒng)
是天球坐標(biāo)系統(tǒng)之一，他的赤道是校準(zhǔn)在超星系平面上。這個(gè)系統(tǒng)用于在地的宇宙之中，主要是參考鄰近的星系團(tuán)，包含室女座星系團(tuán)、巨引源和英仙-雙魚超星系團(tuán)等，在平面（二維空間）的分布狀態(tài)。
經(jīng)由會(huì)議決定，超星系的經(jīng)度和緯度類比于銀道坐標(biāo)系的銀經(jīng)（l）和銀緯（b），分別標(biāo)示為SGL和SGB，坐標(biāo)經(jīng)度的起點(diǎn)（SGL=0）定義為銀河平面與超星系平面的交叉點(diǎn)。
要注意的是由于地球的自轉(zhuǎn)軸在太空中其實(shí)并不固定，而是以26000年的周期在轉(zhuǎn)動(dòng)，這個(gè)運(yùn)動(dòng)稱為歲差，所以，春分點(diǎn)和天球北極的位置亦會(huì)非常緩慢地移動(dòng)，所以，當(dāng)我們使用天球坐標(biāo)來標(biāo)示天體的位置時(shí)，應(yīng)該同時(shí)指出是哪一年的坐標(biāo)，例如公元2000.0年。
有了觀察范圍就可以觀察天空里的星星了。
古代天文歷法知識(shí)基礎(chǔ)
天球坐標(biāo)系統(tǒng)
相對(duì)于地球不動(dòng)的概念，天球上的物體也是每24小時(shí)圍繞著天極旋轉(zhuǎn)的。這就是晝夜運(yùn)動(dòng)，太陽、行星、衛(wèi)星等等都是東升西落,這稱為天球的周日視運(yùn)動(dòng).因?yàn)榈厍蛴泄D(zhuǎn)的緣故，一顆恒星總是比它前一天提前約4分鐘升起。
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(duì)應(yīng)著有北回歸線、南回歸線、南極、北極。
因?yàn)榈厍蚴亲晕飨驏|旋轉(zhuǎn)，所以天球上的物體都是相對(duì)天球自東向西旋轉(zhuǎn)。
可以構(gòu)建一個(gè)天球坐標(biāo)系統(tǒng)來量化天空物體的朝向。而因?yàn)橛刑烨虻母拍詈?，天文學(xué)家以此開始創(chuàng)立不同坐標(biāo)系如黃道坐標(biāo)系和銀道坐標(biāo)系。但要注意的是，天球儀是在天球外看天球，天象廳或模擬星象是在天球內(nèi)看天球。
地平坐標(biāo)系統(tǒng)
方位角·高度角·地平線·正北·天頂·天底
在地平或高度方位系統(tǒng)，觀測(cè)者位于地球上，圍繞著自身的自轉(zhuǎn)軸每一恒星日（23h56m）相對(duì)于固定的恒星背景旋轉(zhuǎn)一周。在地平系統(tǒng)中，天體位置的定位主要用于計(jì)算出與沒的短暫時(shí)間，例如，太陽升起和沉沒時(shí)間的計(jì)算。過去它也用于導(dǎo)航，例如，確定行星位置的高度與方位，依據(jù)時(shí)間確定船只正確的經(jīng)度和緯度。許多望遠(yuǎn)鏡也采用經(jīng)緯儀的架臺(tái)，然后依據(jù)時(shí)間、地理位置，利用電腦計(jì)算天體在地平上的位置（高度和方位）。
赤道坐標(biāo)系統(tǒng)
赤經(jīng)·赤緯·天赤道·時(shí)角
以地球的中心為中心并且固定住環(huán)繞我們的天空，因此它看起來與地球固定在一起，而我們?cè)诘厍虻谋砻嫔侠@著自身的軸旋轉(zhuǎn)。赤道坐標(biāo)描述的天空，包括所見的太陽系，和現(xiàn)在所有的星圖幾乎全都用赤道坐標(biāo)來繪制，而古代的東方天文學(xué)家早已使用這種坐標(biāo)繪制星圖。
赤道系統(tǒng)是專業(yè)天文學(xué)家最常用的坐標(biāo)系統(tǒng)，業(yè)余天文學(xué)家也使用赤道系統(tǒng)的架臺(tái)在夜晚追蹤天空的運(yùn)動(dòng)。天體被調(diào)整好的望遠(yuǎn)鏡或其它種類的儀器找到之后，這些天體就會(huì)使用與赤道坐標(biāo)匹配來標(biāo)示它們的位置。
最常被選用的赤道系統(tǒng)是古老的1950分點(diǎn)或現(xiàn)代的2000分點(diǎn)，但也可以使用標(biāo)示日期的赤道系統(tǒng)，意味著必須考量日期的需要，例如對(duì)一顆行星或太空船位置的測(cè)量。也有細(xì)分到“平均日”坐標(biāo)，它們采用平均值而忽略章動(dòng)和包含章動(dòng)的"真正日期"。
黃道坐標(biāo)系統(tǒng)
黃經(jīng)·黃緯·黃道
一種古老的坐標(biāo)系統(tǒng)，使用在天文學(xué)和占星術(shù)上未分家前的星圖上，特別是在西方世界。
黃道系統(tǒng)描述的是行星環(huán)繞太陽移動(dòng)的軌道，它的中心在太陽系的重心，也就是太陽的位置。它的基本平面是地球的軌道面，稱為黃道面。在行星科學(xué)中被大量使用，像是計(jì)算行星的位置和其他重要的行星軌道參數(shù)：傾角、升交點(diǎn)、降交點(diǎn)、近日點(diǎn)位置等等。
銀河坐標(biāo)系統(tǒng)
銀經(jīng)·銀緯·銀盤·銀心
以我們的太陽系為中心，指向銀河中心的方向?yàn)槭?點(diǎn)的位置，而基本平面大致上與銀河盤面一致，但是有固定的標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)然，銀河系統(tǒng)是用來決定星際物體在銀河中的相關(guān)位置。
超星系坐標(biāo)系統(tǒng)
是天球坐標(biāo)系統(tǒng)之一，他的赤道是校準(zhǔn)在超星系平面上。這個(gè)系統(tǒng)用于在地的宇宙之中，主要是參考鄰近的星系團(tuán)，包含室女座星系團(tuán)、巨引源和英仙-雙魚超星系團(tuán)等，在平面（二維空間）的分布狀態(tài)。
經(jīng)由會(huì)議決定，超星系的經(jīng)度和緯度類比于銀道坐標(biāo)系的銀經(jīng)（l）和銀緯（b），分別標(biāo)示為SGL和SGB，坐標(biāo)經(jīng)度的起點(diǎn)（SGL=0）定義為銀河平面與超星系平面的交叉點(diǎn)。
要注意的是由于地球的自轉(zhuǎn)軸在太空中其實(shí)并不固定，而是以26000年的周期在轉(zhuǎn)動(dòng)，這個(gè)運(yùn)動(dòng)稱為歲差，所以，春分點(diǎn)和天球北極的位置亦會(huì)非常緩慢地移動(dòng)，所以，當(dāng)我們使用天球坐標(biāo)來標(biāo)示天體的位置時(shí)，應(yīng)該同時(shí)指出是哪一年的坐標(biāo)，例如公元2000.0年。
有了觀察范圍就可以觀察天空里的星星了。
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