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在天球上依據一定的基準設立坐標系,在特定時間下各天體在坐標系中就可以有一個確定的位置,即天球坐標。

1 天球坐標 -基本概念

  天球坐標系是天文學當中描述天空中物體位置的坐標系。類似於我們在地球表面上用到的地理坐標系,天球坐標系隨著投影到天球上的坐標格網的不同而不同,沿著大圓將天空分成兩個相等的半球的平面稱為基礎平面,而這種坐標系僅僅會因為基本面的不同而不同。(地理坐標系中的基礎平面是地球的赤道)。每個坐標系的名字是根據基本面的選擇而定的,下面是不同的坐標系名稱:
  地平坐標系統:地平線 - 天頂/天底 - 高度角 - 方位角赤道坐標系統:天球赤道 - 天球極點 - 赤緯 - 赤經 或 時角黃道坐標系統:黃道 – 黃道極點 - 黃緯 - 黃經銀河坐標系統超星系坐標系統

2 天球坐標 -高度角

  高度角,也稱為仰角,是以幾何學的角度來計量從地平線(0°)到天頂((+90°)之間的角度。在地平線之下的天體也可以用負值來表示,最低的點是天底(-90°)。雖然有人會以高度這樣的名詞來取代高度角,但我們不推薦這樣的用法,因為高或高度本身是表示直線或線性的距離,通常的單位是米或是其他的長度單位,並不是以角度量度的距離單位。
  在天文學上更常用的是天頂距,這是與高度角互補的一個角度單位,也就是說天頂的角度為0°,地平線是90°,而天底則是180° 。

3 天球坐標 -表示方式

  赤道坐標系統到地平線坐標系統
  令δ為赤緯,H為時角.
  令φ為觀察者所在的地理緯度.
  令Alt為高度角,Az為方位角.
  那麼轉換等式為:
  使用反三角函數可以得到坐標的數值。
  注意:反餘弦有兩組解,例如160° 和200°有相同的餘弦值,所以需要作個判別。如果H < 180°(或徑度量的π),則從上式得到的Az要修正為 Az = 360° - Az。
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