지구가 둥글고 회전하기 때문에, 사람은 천구의 움직임을 상상하기 무척 힘듭니다.
지평좌표계
(horizontal system of coordinates)
천구상에서 천체의 위치를 표현하는 데 쓰이는 좌표계.
지평선면이 기준면입니다. 지평좌표에서 하나의 좌표는 고도로서, 지평면에서의 고도각이며, 다른 하나는 방위각입니다. 고도 대신에 그 여각(餘角)에 해당하는 천정(天頂)에서의 각도, 즉 천정각을 사용하는 일도 있습니다. 방위각의 측정법은 여러 가지인데 북 또는 남으로부터 측정하는 경우가 있습니다. 또 양의 방향도 있고 반대인 경우도 있으나, 천문학에서는 북에서 동으로 도는 방위각을 측정하는 일이 많습니다.
일주운동(日周運動) 때문에 천체의 지평좌표는 시시각각으로 변화되며, 이것이 적도좌표와 다른 점입니다. 그러나 지평좌표는 경위의(經緯儀)에 의하여 직접 측정할 수 있고, 일출·일몰 등 천체의 출몰 시각을 계산하는 데는 지평좌표식을 사용하면 편리합니다. 또 대기굴절의 계산에도 천체의 지평좌표의 값을 알아야 합니다.
적도좌표계
(equatorial coordinates system)
천구상에서 천체의 위치를 나타내기 위하여 쓰이는 구면좌표.
기준이 되는 면은 하늘의 적도로, 이것과 황도면과의 교점이 되는 춘분점을 경도의 원점으로 잡고, 서쪽에서 동쪽으로 측정한 경도를 적경이라 하고, 북을 양으로 한 위도를 적위라고 합니다.
항성과 행성 등의 위치를 나타내는 데에 적도좌표를 많이 사용합니다.
항성에 대해서 적도좌표의 값은 시간과 함께 변하지 않지만, 적도와 춘분점이 세차(歲差)와 장동(章動)으로 움직이고 있기 때문에, 움직이지 않는 항성의 적도좌표의 값도 겉보기로는 변화합니다. 그것을 피하기 위하여 1950년 초 부터 적도와 춘분점을 기준으로 한 적도좌표가 많이 쓰입니다.
황도좌표계
(ecliptic coordinates)
천구(天球)상에서 황도를 기준으로 하여 천체의 위치를 나타내는 데 사용하는 좌표.
이 좌표로 표시되는 좌표계를 황도좌표계라 하며, 적도좌표계를 23.5 ° 경사시킨 것과 같습니다.
황도좌표계에서는 황도면과, 황도·적도의 교점인 춘분점(春分點)을 기준으로 하여 황경(黃經)·황위(黃緯)로 좌표를 나타냅니다. 황경은 춘분점부터 황도상을 동쪽으로 0°에서 360°까지 재고, 천체와 황도면이 이루는 각인 황위는 북과 남으로 ＋와 －기호를 붙여서 0 °에서 90 °까지 잽니다.
일반적으로 태양계 내의 천체의 위치를 측정하는 데 쓰며, 지구의 중심에서 본 경우를 지심(地心)황도좌표계, 태양의 중심에서 본 경우를 일심(日心)황도좌표계라 합니다.