圖解天體與天球座標系的關係

沙子在之前的文章中介紹過天球座標系，其中兩個最重要的概念是赤道座標系與地平座標系，這兩種天球座標系是可以互相轉換的，以下的以圖解將解釋天體與天球座標系之間的關係。

第一張圖為想像的天球側面透視圖，最外層的淡藍色圈為天球面，貫穿地球中心的紫色箭頭則為地球自轉軸，而從白色箭頭的指向，可以知道天球的赤道座標系是從地表的地理座標所投影出來的，例如北回歸線、赤道以及南回歸線投影至天球的盤面，代表赤道座標系的赤緯圈。

第二張圖中，綠色雙箭頭所延伸的直線代表著與地球相切的切平面，也就是北回歸線上的地平面，雙箭頭指向南北方位，相對地，白色箭頭所指向的天頂與地平面垂直。

第三張圖是以北回歸線上的觀測者來看天球，其實也就是把第二張圖轉個方向，此時綠色的切平面變成地平面，淡藍色的半圓則表示中天子午線，紫色的自轉軸指向北極星，而中央的三個盤面則代表著二分二至時，當天太陽的軌跡面，也就是說，夏至當天太陽會直射北回歸線，因此中午的時候太陽正好會通過天頂；另外從圖中也不難理解為何北極星的仰角會與當地的緯度相同，觀測時就如下圖。

同理可證，當切平面的位置移到地球赤道上時，如下面三張圖所見。