Nebeska sfera i glavni krugovi na njoj. Osnovne tačke, linije i ravni nebeske sfere

Nebeska sfera je zamišljena sferna površina proizvoljnog radijusa, u čijem se središtu nalazi promatrač. Nebeska tela se projektuju na nebeska sfera.

Zbog male veličine Zemlje, u poređenju sa udaljenostima do zvijezda, posmatrači se nalaze na različitim mjestima Oh zemljine površine, može se smatrati da je u centar nebeske sfere. U stvarnosti ne postoji materijalna sfera, okružuju Zemlju, ne postoji u prirodi. Nebeska tijela se kreću najviše u bezgraničnom prostoru svijeta različite udaljenosti sa zemlje. Ove udaljenosti su nezamislivo velike, naš vid ih ne može procijeniti, pa se čovjeku sva nebeska tijela čine podjednako udaljenima.

Tokom godine, Sunce opisuje veliki krug na pozadini zvezdanog neba. Godišnja putanja Sunca preko nebeske sfere naziva se ekliptika. Kretanje ekliptika. Sunce dva puta prelazi nebeski ekvator u tačkama ekvinokcija. To se dešava 21. marta i 23. septembra.

Tačka na nebeskoj sferi koja ostaje nepomična tokom svakodnevnog kretanja zvijezda konvencionalno se naziva sjevernim nebeskim polom. Suprotna tačka nebeske sfere naziva se južni nebeski pol. Stanovnici sjeverne hemisfere ga ne vide, jer se nalazi ispod horizonta. Visak koji prolazi kroz posmatrača seče nebo iznad u zenitnoj tački i u dijametralno suprotnoj tački, koja se zove nadir.


Osa prividne rotacije nebeske sfere, koja povezuje oba pola svijeta i prolazi kroz posmatrača, naziva se osa svijeta. Na horizontu ispod sjevernog nebeskog pola leži sjeverna tačka, tačka dijametralno suprotna od njega je južna tačka. Istočne i Zapadne tačke leže na horizontu i nalaze se pod kutom od 90° od sjeverne i južne tačke.

Formira se ravan koja prolazi središtem sfere okomito na os svijeta ravan nebeskog ekvatora, paralelno sa ravninom Zemljinog ekvatora. Ravan nebeskog meridijana prolazi kroz polove svijeta, tačke sjevera i juga, zenit i nadir.

Nebeske koordinate

Zove se koordinatni sistem u kojem se referenca vrši iz ekvatorijalne ravni ekvatorijalni. Zove se ugaona udaljenost zvijezde od nebeskog ekvatora, koja varira od -90° do +90°. Deklinacija smatra se pozitivnim sjeverno od ekvatora i negativnim južnom. mjeri se uglom između ravnina velikih krugova, od kojih jedan prolazi kroz polove svijeta i datu svjetiljku, a drugi - kroz polove svijeta i tačku proljetne ravnodnevnice koja leži na ekvatoru.


Horizontalne koordinate

Ugaona udaljenost je udaljenost između objekata na nebu, mjerena uglom koji formiraju zraci koji dolaze do objekta sa tačke posmatranja. Ugaona udaljenost zvijezde od horizonta naziva se visinom zvijezde iznad horizonta. Položaj svjetiljke u odnosu na strane horizonta naziva se azimut. Brojanje se vrši od juga u smjeru kazaljke na satu. Azimut a visina zvijezde iznad horizonta mjeri se teodolitom. Ugaone jedinice izražavaju ne samo udaljenosti između nebeskih objekata, već i veličine samih objekata. Ugaona udaljenost nebeskog pola od horizonta jednaka je geografskoj širini područja.

Visina svetiljki na vrhuncu

Fenomeni prolaska svjetiljki kroz nebeski meridijan nazivaju se kulminacijama. Donja kulminacija je prolazak svjetiljki kroz sjevernu polovinu nebeskog meridijana. Fenomen prolaska svjetiljka kroz južnu polovicu nebeskog meridijana naziva se gornja kulminacija. Trenutak gornje kulminacije centra Sunca naziva se pravo podne, a trenutak donje kulminacije prava ponoć. Vremenski interval između vrhunaca - pola dana.

Za svjetiljke koje ne zalaze obje kulminacije su vidljive iznad horizonta, za one koje se dižu i zalaze niži vrhunac se dešava ispod horizonta, ispod severne tačke. Svaka zvezda kulminira u datom području je uvijek na istoj visini iznad horizonta, jer se njegova ugaona udaljenost od nebeskog pola i od nebeskog ekvatora ne mijenja. Sunce i Mjesec mijenjaju visinu za
koje oni kulminirati.

Nebeska sfera je zamišljena sfera proizvoljnog radijusa, koja se koristi u astronomiji za opisivanje relativnih položaja svjetiljki na nebu. Radi jednostavnosti proračuna, njegov polumjer je uzet jednak jedinici; Centar nebeske sfere, u zavisnosti od problema koji se rešava, kombinuje se sa zenicom posmatrača, sa centrom Zemlje, Meseca, Sunca ili čak sa proizvoljnom tačkom u svemiru.

Ideja o nebeskoj sferi nastala je u antičko doba. Zasnovan je na vizuelnom utisku postojanja kristalne kupole na nebu, na kojoj se činilo da su zvijezde učvršćene. Nebeska sfera u umovima starih naroda bila je najvažniji element Univerzuma. Sa razvojem astronomije, ovaj pogled na nebesku sferu je nestao. Međutim, geometrija nebeske sfere, postavljena u davna vremena, kao rezultat razvoja i poboljšanja, dobila je moderan izgled, u kojem se radi pogodnosti različitih proračuna koristi u astrometriji.

Razmotrimo nebesku sferu onakvom kakva se posmatraču čini na srednjim geografskim širinama sa površine Zemlje (slika 1).

Dvije prave linije, čiji se položaj može eksperimentalno utvrditi pomoću fizičkih i astronomskih instrumenata, igraju važnu ulogu u definiranju pojmova koji se odnose na nebesku sferu. Prvi od njih je odvojak; Ovo je prava linija koja se u datoj tački poklapa sa smjerom gravitacije. Ova linija, povučena kroz centar nebeske sfere, siječe ga u dvije dijametralno suprotne tačke: gornja se zove zenit, donja se naziva nadir. Ravan koja prolazi kroz centar nebeske sfere okomita na liniju viska naziva se ravan matematičkog (ili istinitog) horizonta. Linija preseka ove ravni sa nebeskom sferom naziva se horizont.

Druga prava linija je osa sveta - prava linija koja prolazi kroz centar nebeske sfere paralelna sa osom rotacije Zemlje; Vidljiva je dnevna rotacija cijelog neba oko svjetske ose. Tačke sjecišta svjetske ose sa nebeskom sferom nazivaju se sjeverni i južni pol svijeta. Najuočljivija zvijezda u blizini Sjevernog pola je Sjevernjača. U blizini južnog pola svijeta nema sjajnih zvijezda.

Ravan koja prolazi središtem nebeske sfere okomita na os svijeta naziva se ravan nebeskog ekvatora. Linija preseka ove ravni sa nebeskom sferom naziva se nebeski ekvator.

Podsjetimo da se krug koji se dobije kada nebesku sferu presječe ravan koja prolazi kroz njeno središte u matematici nazivamo velikim krugom, a ako ravan ne prolazi kroz centar, onda se dobija mali krug. Horizont i nebeski ekvator predstavljaju velike krugove nebeske sfere i dijele je na dvije jednake hemisfere. Horizont deli nebesku sferu na vidljivu i nevidljivu hemisferu. Nebeski ekvator ga dijeli na sjevernu i južnu hemisferu, respektivno.

Tokom dnevne rotacije neba, svjetiljke se okreću oko ose svijeta, opisujući male krugove na nebeskoj sferi, nazvane dnevne paralele; svjetiljke, 90° udaljene od polova svijeta, kreću se duž velikog kruga nebeske sfere - nebeskog ekvatora.

Nakon definiranja viska i ose svijeta, nije teško definirati sve ostale ravni i krugove nebeske sfere.

Ravan koja prolazi kroz centar nebeske sfere, u kojoj istovremeno leže i visak i svjetska osa, naziva se ravan nebeskog meridijana. Veliki krug od preseka ove ravni sa nebeskom sferom naziva se nebeski meridijan. To je jedna od tačaka preseka nebeskog meridijana sa horizontom koji je najbliži sjeverni pol svijet, nazvan sjeverna tačka; dijametralno suprotno - tačka juga. Prava linija koja prolazi kroz ove tačke je podnevna linija.

Tačke na horizontu koje su udaljene 90° od sjeverne i južne tačke nazivaju se istočne i zapadne tačke. Ove četiri tačke se nazivaju glavnim tačkama horizonta.

Ravne koje prolaze kroz visak sijeku nebesku sferu u velikim krugovima i nazivaju se vertikali. Nebeski meridijan je jedna od vertikala. Vertikala okomita na meridijan i koja prolazi kroz tačke istoka i zapada naziva se prva vertikala.

Po definiciji, tri glavne ravni - matematički horizont, nebeski meridijan i prva vertikala - međusobno su okomite. Ravan nebeskog ekvatora je okomita samo na ravan nebeskog meridijana, formirajući diedarski ugao sa ravninom horizonta. Na geografskim polovima Zemlje, ravan nebeskog ekvatora poklapa se sa ravninom horizonta, a na ekvatoru Zemlje postaje okomita na njega. U prvom slučaju, na geografskim polovima Zemlje, osa sveta se poklapa sa viskom i bilo koja od vertikala se može uzeti kao nebeski meridijan, u zavisnosti od uslova zadatka. U drugom slučaju, na ekvatoru, os svijeta leži u ravni horizonta i poklapa se s linijom podneva; Sjeverni pol svijeta poklapa se sa tačkom sjevera, a južni pol svijeta poklapa se sa tačkom juga (vidi sliku).

Pri korišćenju nebeske sfere, čije se središte poklapa sa centrom Zemlje ili neke druge tačke u svemiru, javlja se i niz karakteristika, ali princip uvođenja osnovnih pojmova - horizont, nebeski meridijan, prva vertikala, nebeski ekvator, itd. - ostaje isto.

Glavne ravni i krugovi nebeske sfere koriste se pri uvođenju horizontalnih, ekvatorijalnih i ekliptičkih nebeskih koordinata, kao i pri opisivanju karakteristika vidljivog dnevna rotacija luminary

Veliki krug koji nastaje kada nebesku sferu presječe ravan koja prolazi kroz njeno središte i paralelna je s ravninom Zemljine orbite naziva se ekliptika. Vidljivo godišnje kretanje Sunca odvija se duž ekliptike. Tačka preseka ekliptike sa nebeskim ekvatorom, u kojoj Sunce prolazi od Južna hemisfera nebeska sfera na severu, naziva se tačka prolećne ravnodnevice. Suprotna tačka nebeske sfere naziva se jesenji ekvinocij. Prava linija koja prolazi kroz centar nebeske sfere okomita na ravan ekliptike siječe sferu na dva pola ekliptike: Sjeverni pol na sjevernoj hemisferi i Južni pol na južnoj hemisferi.

2.1.1. Osnovne ravni, linije i tačke nebeske sfere

Nebeska sfera je zamišljena sfera proizvoljnog radijusa sa centrom u odabranoj tački posmatranja, na čijoj se površini nalaze svjetiljke onako kako su vidljive na nebu u nekom trenutku vremena iz date tačke u prostoru. Da bismo ispravno zamislili astronomski fenomen, potrebno je uzeti u obzir da je poluprečnik nebeske sfere mnogo veći od poluprečnika Zemlje (R sf >> R Zemlja), tj. pretpostaviti da je posmatrač u centru nebeska sfera, a ista tačka nebeske sfere (ista ista zvezda) je vidljiva sa različitih mesta na zemljinoj površini u paralelnim pravcima.

Nebeski svod ili nebo obično se shvata kao unutrašnja površina nebeske sfere na koju se projektuju nebeska tela (svetila). Za posmatrača na Zemlji, Sunce, ponekad i Mesec, a još ređe Venera su vidljivi na nebu tokom dana. U noći bez oblaka vidljive su zvijezde, Mjesec, planete, ponekad komete i druga tijela. Ima oko 6000 zvijezda vidljivih golim okom.Relativni položaji zvijezda se gotovo ne mijenjaju zbog velikih udaljenosti do njih. Nebeska tijela koja pripadaju Sunčevom sistemu mijenjaju svoj položaj u odnosu na zvijezde i jedno na drugo, što je određeno njihovim uočljivim ugaonim i linearnim dnevnim i godišnjim pomakom.

Nebeski svod se okreće kao jedinstvena cjelina sa svim svjetiljkama koje se nalaze na njemu oko zamišljene ose. Ova rotacija je svakodnevna. Ako promatrate dnevnu rotaciju zvijezda na sjevernoj Zemljinoj hemisferi i gledate prema sjevernom polu, tada će se rotacija neba dogoditi suprotno od kazaljke na satu.

Centar O nebeske sfere je tačka posmatranja. Prava linija ZOZ" koja se poklapa sa pravcem viska na mjestu posmatranja naziva se visak ili okomita linija. Visak se sece sa površinom nebeske sfere u dve tačke: u zenitu Z, iznad glave posmatrača, a u dijametralno suprotnoj tački Z" - nadir. Veliki krug nebeske sfere (SWNE), čija je ravan okomita na liniju viska, naziva se matematički ili pravi horizont. Matematički horizont je ravna tangenta na površinu Zemlje u tački posmatranja. Mali krug nebeske sfere (aMa"), koji prolazi kroz luminar M, i čija je ravan paralelna ravnini matematičkog horizonta, naziva se almukantarat svjetiljke. Veliki polukrug nebeske sfere ZMZ" naziva se visinskim krugom, vertikalnim krugom ili jednostavno vertikalom svjetiljke.

Prečnik PP" oko kojeg rotira nebeska sfera naziva se mundi osa. Os mundi se seče sa površinom nebeske sfere u dve tačke: na severnom nebeskom polu P, odakle se nebeska sfera rotira u smeru kazaljke na satu kada se posmatra sfera spolja, a na južnom polu svijeta R". Svjetska os je nagnuta prema ravni matematičkog horizonta pod uglom jednakim geografskoj širini tačke posmatranja φ. Veliki krug nebeske sfere QWQ"E, čija je ravan okomita na os sveta, naziva se nebeski ekvator. Mali krug nebeske sfere (bMb"), čija je ravan paralelna sa ravan nebeskog ekvatora, naziva se nebeska ili dnevna paralela svjetiljke M. Veliki polukrug nebeske sfere RMR* naziva se satni krug ili krug deklinacije svjetiljke.

Nebeski ekvator siječe se sa matematičkim horizontom u dvije tačke: u istočnoj tački E i u zapadnoj tački W. Visinski krugovi koji prolaze kroz tačke istoka i zapada nazivaju se prve vertikale - istok i zapad.

Veliki krug nebeske sfere PZQSP"Z"Q"N, čija ravan prolazi kroz visak i os sveta, naziva se nebeski meridijan. Ravan nebeskog meridijana i ravan matematičkog horizonta seku se duž prave linije NOS, koja se naziva podnevnom linijom.Nebeski meridijan seče sa matematičkim horizontom u severnoj tački N i u južnoj tački S. Nebeski meridijan se takođe seče sa nebeskim ekvatorom u dve tačke: u gornjoj tački tačku ekvatora Q, koja je bliža zenitu, i u donjoj tački ekvatora Q", koja je bliža nadiru.

2.1.2. Svetiljke, njihova klasifikacija, vidljivi pokreti.
Zvijezde, Sunce i Mjesec, planete

Da bi se kretale po nebu, sjajne zvezde su grupisane u sazvežđa. Na nebu postoji 88 sazvežđa, od kojih je 56 vidljivo posmatraču koji se nalazi u srednjim geografskim širinama Zemljine severne hemisfere. Sva sazvežđa imaju vlastita imena, povezana s imenima životinja (Veliki medvjed, lav, zmaj), imenima heroja grčke mitologije (Kasiopeja, Andromeda, Perzej) ili imenima objekata čiji obrisi podsjećaju (sjeverna kruna, trokut, vaga). Pojedinačne zvijezde u sazviježđima označene su slovima grčke abecede, a najsjajnije od njih (oko 200) dobile su "pravilna" imena. Na primjer, α Canis Major– „Sirijus“, α Orion – „Betelgeze“, β Persej – „Algol“, α Mali medved – „Polarna zvezda“, u blizini koje se nalazi tačka severnog pola sveta. Putevi Sunca i Mjeseca na pozadini zvijezda gotovo se poklapaju i prolaze kroz dvanaest sazviježđa, koja se nazivaju zodijačkim sazviježđem, jer većina njih ima imena po životinjama (od grčkog "zoon" - životinja). To uključuje sazvežđa Ovna, Bika, Blizanaca, Raka, Lava, Djevice, Vage, Škorpije, Strijelca, Jarca, Vodolije i Riba.

Putanja Marsa preko nebeske sfere 2003

Sunce i Mjesec također izlaze i zalaze tokom dana, ali, za razliku od zvijezda, na različitim tačkama horizonta tokom cijele godine. Iz kratkih zapažanja možete vidjeti da se Mjesec kreće u pozadini zvijezda, krećući se od zapada prema istoku brzinom od oko 13° dnevno, praveći puni krug preko neba za 27,32 dana. Sunce takođe putuje ovom putanjom, ali tokom cele godine, krećući se brzinom od 59" dnevno.

Još u antičko doba primijećeno je 5 svjetiljki, sličnih zvijezdama, ali "lutajući" kroz sazviježđa. Zvali su ih planete - "lutajuće svjetiljke". Kasnije su otkrivene još 2 planete i veliki broj manja nebeska tijela (patuljaste planete, asteroidi).

Planete se većinu vremena kreću preko zodijačkih sazviježđa od zapada prema istoku (direktno kretanje), ali dio vremena od istoka prema zapadu (retrogradno kretanje).

Vaš pretraživač ne podržava video oznaku.

Kretanje zvijezda u nebeskoj sferi

Jedan od najvažnijih astronomskih problema, bez kojeg je nemoguće riješiti sve druge probleme astronomije, jeste određivanje položaja nebeskog tijela na nebeskoj sferi.

Nebeska sfera- ovo je imaginarna sfera proizvoljnog radijusa, opisana iz oka posmatrača, kao iz centra. Mi projektujemo položaj svih nebeskih tela na ovu sferu. Udaljenosti na nebeskoj sferi mogu se mjeriti samo u ugaonim jedinicama, u stepenima, minutama, sekundama ili radijanima. Na primjer, ugaoni prečnici Mjeseca i Sunca su približno 0. o 5.

Jedan od glavnih pravaca u odnosu na koji se određuje položaj posmatranog nebeskog tijela je plumb line. Vodovod bilo gdje globus usmerena ka Zemljinom centru gravitacije. Ugao između viska i ravni Zemljinog ekvatora naziva se astronomska širina.

Zove se ravan okomita na visak horizontalnoj ravni.

U svakoj tački na Zemlji, posmatrač vidi polovinu sfere koja glatko rotira od istoka ka zapadu zajedno sa zvezdama koje su naizgled vezane za nju. Ova prividna rotacija nebeske sfere objašnjava se ravnomjernom rotacijom Zemlje oko svoje ose od zapada prema istoku.

Visak siječe nebesku sferu u tački zenit, Z i u tački nadir, Z".


Rice. 2. Nebeska sfera

Veliki krug nebeske sfere duž kojeg se horizontalna ravan koja prolazi kroz oko posmatrača (tačka C na sl. 2) seče sa nebeskom sferom naziva se pravi horizont. Podsjetimo da je veliki krug nebeske sfere krug koji prolazi kroz centar nebeske sfere. Krugovi nastali presjekom nebeske sfere sa ravnima koje ne prolaze kroz njeno središte nazivaju se mali krugovi.

Prava koja je paralelna sa Zemljinom osom i koja prolazi kroz centar nebeske sfere naziva se axis mundi. Ona prelazi nebesku sferu severni pol sveta, P i in južnog pola svijeta P".

Od sl. 1 pokazuje da je os svijeta nagnuta prema ravni pravog horizonta pod uglom. Prividna rotacija nebeske sfere događa se oko ose svijeta od istoka prema zapadu, u smjeru suprotnom od prave rotacije Zemlje, koja rotira od zapada prema istoku.

Veliki krug nebeske sfere, čija je ravan okomita na svjetsku os, naziva se nebeski ekvator. Nebeski ekvator dijeli nebesku sferu na dva dijela: sjeverni i južni. Nebeski ekvator je paralelan sa Zemljinim ekvatorom.

Ravan koja prolazi kroz visak i svjetsku os siječe nebesku sferu duž te linije nebeski meridijan. Nebeski meridijan seče pravi horizont u tačke sever, N i jug, S. A ravni ovih kružnica se sijeku duž podnevna linija. Nebeski meridijan je projekcija na nebesku sferu zemaljskog meridijana na kojem se nalazi posmatrač. Dakle, na nebeskoj sferi postoji samo jedan meridijan, jer posmatrač ne može biti istovremeno na dva meridijana!

Nebeski ekvator siječe pravi horizont u tačke istok, E i zapad, W. EW linija je okomita na liniju podneva. Tačka Q je najviša tačka na ekvatoru, a Q" je najniža tačka na ekvatoru.

Veliki krugovi čije ravni prolaze kroz visak se nazivaju vertikale. Vertikalna linija koja prolazi kroz tačke W i E naziva se prva vertikala.

Zovu se veliki krugovi čije ravni prolaze kroz os sveta deklinacioni krugovi ili satni krugovi.

Mali krugovi nebeske sfere, čije su ravni paralelne sa nebeskim ekvatorom, nazivaju se nebeske ili dnevne paralele. Nazivaju se dnevnim jer se duž njih odvija svakodnevno kretanje nebeskih tijela. Ekvator je takođe dnevna paralela.

Mali krug nebeske sfere, čija je ravan paralelna ravnini horizonta, naziva se almukantarat.

Pitanja

1 . Postoji li mjesto na Zemlji gdje se rotacija nebeske sfere događa oko viska?

Zadaci

1. Nacrtajte na crtežu nebesku sferu u projekciji na ravninu horizonta.

Rješenje: Kao što je poznato, projekcija bilo koje tačke A na bilo koju ravan je tačka preseka ravnine i okomice povučene iz tačke A na ravan. Projekcija segmenta okomitog na ravan je tačka. Projekcija kružnice paralelne ravni je ista kružnica na ravan, projekcija kružnice okomite na ravan je segment, a projekcija kružnice nagnute na ravan je elipsa, što je spljoštenija što je bliža ugao nagiba je do 90 o. Dakle, da bi se nacrtala projekcija nebeske sfere na bilo koju ravan, potrebno je spustiti okomice iz svih tačaka nebeske sfere na ovu ravan. Redoslijed radnji je sljedeći. Prije svega, trebate nacrtati krug koji leži u ravnini projekcije, u ovom slučaju to će biti horizont. Zatim nacrtajte sve tačke i linije koje leže u ravni horizonta. U ovom slučaju to će biti centar nebeske sfere C, te tačke južno S, sjever S, istok E i zapad W, kao i podnevna linija NS. Zatim spuštamo okomice na ravninu horizonta iz preostalih tačaka nebeske sfere i nalazimo da je projekcija zenita Z, nadir Z" i viska ZZ" na ravninu horizonta tačka koja se poklapa sa centrom sfere. nebeska sfera C (vidi sliku 3). Projekcija prve vertikale je segment EW, projekcija nebeskog meridijana se poklapa sa podnevnom linijom NS. Tačke koje leže na nebeskom meridijanu: polovi P i P", kao i gornja i donja tačka ekvatora Q i Q", stoga se takođe projektuju na podnevnu liniju. Ekvator je veliki krug nebeske sfere, nagnut prema ravni horizonta, pa je njegova projekcija elipsa koja prolazi kroz tačke istočno E, zapadno W i projekcije tačaka Q i Q."

2. Nacrtajte na crtežu nebesku sferu u projekciji na ravan nebeskog meridijana.

Rješenje: Prikazano na sl.4

3. Nacrtajte na crtežu nebesku sferu u projekciji na ravan nebeskog ekvatora.

4. Nacrtajte na crtežu nebesku sferu u projekciji na ravan prve vertikale.

Čini nam se da se sve zvijezde nalaze na određenoj sfernoj površini neba i da su podjednako udaljene od posmatrača. U stvari, nalaze se na različitim udaljenostima od nas, koje su toliko velike da oko ne može primijetiti te razlike. Stoga se zamišljena sferna površina počela nazivati ​​nebeskom sferom.

Nebeska sfera- ovo je imaginarna sfera proizvoljnog polumjera, čiji se centar, ovisno o problemu koji se rješava, kombinira s jednom ili drugom tačkom u prostoru. Centar nebeske sfere se može odabrati u tački posmatranja (oko posmatrača), u centru Zemlje ili Sunca, itd. Koncept nebeske sfere se koristi za ugaona merenja, za proučavanje relativnu poziciju i kretanja svemirskih objekata na nebu.

Vidljive pozicije svih svjetiljki projektovane su na površinu nebeske sfere, a radi lakšeg mjerenja na njoj je konstruisan veći broj tačaka i linija. Na primjer, neke od zvijezda u "kanti" Velikog medvjeda nalaze se daleko jedna od druge, ali su za zemaljskog posmatrača projektovane na isti dio nebeske sfere.

Prava linija koja prolazi središtem nebeske sfere i poklapa se sa pravcem viska u tački posmatranja naziva se sheer ili vertikalna linija. Presijeca nebesku sferu u tačkama zenit(gornja tačka preseka linije viska sa nebeskom sferom) i nadir(tačka nebeske sfere nasuprot zenitu). Ravan koja prolazi središtem nebeske sfere i okomita na liniju viska naziva se ravan istine ili matematički horizont.

Vertikalni krug, ili vertikalna svetiljka, je veliki krug nebeske sfere, koji prolazi kroz zenit, luminar i nadir.

axis mundi- prava linija koja prolazi kroz centar nebeske sfere paralelna sa osom rotacije Zemlje, sijekući nebesku sferu u dvije dijametralno suprotne tačke.

Tačka presjeka svjetske ose sa nebeskom sferom, u blizini koje se nalazi zvijezda Sjevernjača, naziva se Sjeverni pol svijeta, suprotna tačka - Južni pol svijeta. Sjevernjača se nalazi na ugaonoj udaljenosti od oko 1° (tačnije 44") od Sjevernog pola.

Veliki krug koji prolazi središtem nebeske sfere i okomit na svjetsku os naziva se nebeski ekvator. Ona deli nebesku sferu na dva dela: Sjeverna hemisfera sa svojim vrhom na Sjevernom polu i Jug- sa vrhom na južnom polu.

Krug deklinacije luminari - veliki krug nebeske sfere koji prolazi kroz polove svijeta i svjetla.

Dnevna paralela- mali krug nebeske sfere, čija je ravan okomita na os svijeta.

Veliki krug nebeske sfere koji prolazi kroz zenit, nadir i polove svijeta naziva se nebeski meridijan. Nebeski meridijan seče sa pravim horizontom u dve dijametralno suprotne tačke. Tačka presjeka pravog horizonta i nebeskog meridijana, najbliža sjevernom polu svijeta, naziva se sjeverna tačka. Tačka preseka pravog horizonta i nebeskog meridijana najbliža Južnom polu naziva se tačka jug. Linija koja spaja tačke sjever i jug naziva se podnevna linija. Leži na ravni pravog horizonta. Sjene od objekata u podne padaju u smjeru linije podneva.

Pravi horizont se takođe seče sa nebeskim ekvatorom u dve dijametralno suprotne tačke - tačka istoka I point west. Za posmatrača koji stoji u centru nebeske sfere okrenut ka severnoj tački, istočna tačka će se nalaziti sa desne strane, a zapadna sa leve strane. Sjećajući se ovog pravila, lako je kretati se terenom.

Zove se prividna godišnja putanja Sunca među zvijezdama ekliptika. Zemljina putanja oko Sunca, odnosno njena orbita, leži u ravni ekliptike. Nagnut je prema nebeskom ekvatoru pod uglom od 23°27" i prelazi ga u tačkama prolećne (♈, oko 21. marta) i jesenje (♎, oko 23. septembra) ravnodnevnice.