什麼是天球？
《敕勒歌》有云：天似穹廬，籠蓋四野。
這八個字形象說明了當我們仰望天空的時候，我們會覺得天彷彿就像乙個很大的倒扣的鍋。這是因為當雙眼聚焦於非常遠的物體時，會產生一種距離都一樣的錯覺。
在夜晚也一樣。雖然每個肉眼能看到的天體與地球的距離相差十分大，但在我們看來它們似乎都是一樣遠的。你並不會覺得火星看起來比木星、土星或者其它恆星更近。
於是，夜晚的星空在肉眼看來，就像一顆顆星星鑲嵌在了一塊黑色的幕布上，而這塊幕布蓋住了整個大地。換句話說，看起來「天」就是乙個實體，而行星、恆星、月亮、太陽，就鑲嵌在「天」上。
在古中國，這種「天似穹廬」的錯覺首先讓「蓋天說」萌芽了。隨後，人們經過觀察提出了更大膽的假設：「天」應該就是球形的，恆星就鑲嵌在「天」上，而行星、太陽、月亮可以在「天」上運動。這就是「渾天說」的雛形。
「渾天說」示意圖
在古希臘，「地心說」也是因為這種錯覺而萌芽，並逐漸發展的。值得一提的是，經過托勒密完善的「地心說」堪稱是世界上第乙個比較科學的宇宙結構學說。
雖然現在我們有了更完備的理論，但是這種「天像乙個球」的概念由於其直觀性和方便性，得到了保留。這就是「天球」。
那麼現代對於「天球」是如何定義的呢？
假想乙個半徑無限大的球，我們就身處於球內部。由於球的半徑無限大，因此無論你隨著地球自轉、公轉運動到了何處，你到球面任意一點的距離都是無窮大，換句話說，無論時間地點，你都處於球心。所有的天體，都視為在這個半徑無窮大的球上運動。這就是「天球」。
上圖就是乙個天球儀。我們可以看到天球儀和地球儀有幾分相似。但要注意的是，這個天球儀的地球半徑相對於天球半徑來說是不可忽略的。地球半徑相對於天球半徑應該是乙個無窮小量。換句話說，我們的視角應該在圖中的地球的最中心處。
看到這裡你就明白了，「天球」是以觀察者的視角而假想出來的乙個概念。
赤道座標系
我們有了天球的概念，為了說明天體在天球上的位置，我們就需要建立完整的座標系。
那麼球面如何建立座標系呢？這個相信大家都知道乙個離我們生活最近的例子——地球的地理座標系。
在地理座標系中，經度圈和緯度圈相互交錯，形成了乙個完整的座標網路。
就像平面直角座標係以x軸、y軸為基線一樣，球面座標系也需要基圈。地理座標系中緯度的基圈是赤道(0°緯度)，經度的基線為本初子午線(半圓弧，0°經度)。那麼在天球上建立座標系是不是也可參考一下地理座標系的建立呢？
我們把地球的赤道平面平面無限擴充套件，與天球相割，就會得到乙個大圓圈，這個大圓圈就是天球赤道，簡稱天赤道，並把天赤道作為天球上的「緯度」的基圈。我們把這個天球上的「緯度」叫做「赤緯」。這個座標系，我們叫做「赤道座標系」。
赤緯從天赤道向北天極和南天極度量，正負各90°。在地理座標系中說緯度，我們都要說是「北緯」還是「南緯」，而在天球座標系，我們用正負號來區分。
天球儀上的白圈就是天赤道
有了「緯度」，還需要有「經度」。我們把赤道座標系中的「經度」叫做「赤經」。赤經與赤緯的關係和地理座標系中是很相似的。所有赤經線都交於兩個點，這兩個點，也就是地球自轉軸與天球的交點，就是北天極和南天極。
我們已經規定了天赤道為0°赤緯，那麼零赤經在哪呢？
我們都知道地球繞著太陽公轉，公轉的目視效果，也就是太陽在天球上不斷執行，一年在天球上轉了一圈。注意剛剛所說的「執行」，其實是一種目視效果。一年之中，太陽有兩次會剛好執行到天赤道上，這兩個時間點，就是春分和秋分。春分這一刻太陽中心在天球赤道上的位置，就是春分點。
我們規定：過春分點的赤經線即為赤經的基線，也就是零赤經。
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