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恆星
由於眾星距離地球太遙遠，無法用肉眼分 辨其距離，
故可將眾星投影在同一個平面。
且有生之年很難察覺恆星相對位置的變化。
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天球
天球是一個以地球為球心，有相同轉軸，半徑無限大的假想球。
由於眾星距離 地球太遙遠，無法用肉眼分辨其距離，
故可將眾星投影 (鑲嵌)在天球球殼上。
因為地球自轉，所以有天球做「週日運動」的錯覺。
日、 月、星辰隨著天球有了東昇西落的現象。
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天北極、天南極
地球的南北極，延伸對應著天球的天南極與天北 極。
地球的赤道，延伸對應天球的天赤道。 -
赤經、赤緯
地球的經緯線對應天球的赤經赤緯。
赤經以春分點為 0h，共 24h。
赤緯以天球赤道為0°，南北天球為 -90°~+90° 表示。
天球上的星體都可以用赤經赤緯標示其位置。 -
黃道
黃道是太陽在天球上一年的運動軌跡，
黃道上的日期刻度為該日太陽在天球的位置。
因地球公轉產生太陽在星座之間移動的錯覺，稱為太陽的「視運動」。
黃道經過的星座為黃道 12 宮，對照東方 4 象、28 星宿、24 節氣 … 。
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緯度與天軸傾斜
天(南北)極的仰角等於當地緯度。
由下圖得知天北極的仰角等於當地的緯度。
南半球的觀測者，要把仰角尺置於地平圈的南方(S)。
調整讓天南極對準仰角尺的刻度等於當地的緯度。
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週日運動
地球的人類無法察覺地球自轉，所以有天球每天繞著自己旋轉的感受。
天球上的日月星辰，每天隨著天球的週日運動，繞著天軸(天北極)旋轉。北半球觀測者看到眾星隨天北極做逆時針旋轉。
日、月、星辰有東昇西落的現象。
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地平坐標系
以觀測者為中心，用方位(0°~360°)與仰角(0°~90°)紀錄天體位置，
北方經天頂到南方的線稱為子午線或中天。可用仰角尺和地平圈的刻度讀取天體的位置。 -
歲差
地球像是一顆巨大的陀螺，除了自轉之外，地球和轉軸也一起繞圈晃動。
但是，赤道面和黃道面保持23.5度交角。
在力學上，這個現象稱為進動，地球進動運動的週期約是 26,000 年。
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真太陽時
- 一般情況下，真太陽時與當地時間的誤差約 ±30min，請使用者斟酌調整。或配合二星校正法，校正緯度、時間。
- 真太陽時由 http://www.yifate.com/fate/eight/Earthmap.asp
在世界地圖點位置，即可算出真太陽時。
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真太陽時=當地時間+地理時差+均時差
+ (夏季日光節約時間修正,按各國不同法規) - 另外因為政治或國家因素，有行政區統一時間的情況。
- 地理時差（ 誤差範圍約 ±30 分鐘）
若將地球均分為 24 個時區，而每個時區即 360/24=15 度角，每個時區相差 1 小時，但並非每個地方都剛好在 15 度角上，因此當地時間相對於太陽位置的誤差。 - 均時差（ 誤差範圍約±15 分鐘）
地球的軌道是橢圓的，依據克卜勒運動定律，地球移動速度並不相同，y造成真太陽時每天都不一樣。另外黃道傾斜也會影響真太陽時的長短。
- 夏季日光節約時間修正
有一些國家為了節省電能，會用法規提早夏季時間。
範例
台北，當地時間10月30日22:00，真太陽與當地時間相差 22 分
真太陽時 22:22 = 22:00 (當地時間)＋6(地理時差)＋16(均時差)
東京，當地時間10月30日22:00，真太陽與當地時間相差34分
真太陽時 22:34 = 22:00 (當地時間)＋18(地理時差)＋16(均時差)