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由于星辰距我们甚远,单靠眼睛实在辨别不出它们之间的远近差别,因此这些星球在我们看来都好像同样远近。我们就假想有一悬空之球壳罩住了整个地球,这个假想的球就叫做天球(Celestialsphere),而这些星星就固定在球壳内面,每次我们只能看到半个球面。因为地球自转的结果,天球便好像由东至西不断地绕著我们旋转,而天球北(南)极恰在地球地理北(南)极的正上空,天球赤道也恰在地球赤道的正上空,即位在二天极的中央。像地球一样,我们将天球刻划上了经纬度,在天文学中这相当于地球纬(经)度的,便叫做赤纬(赤经)。从天极到天球赤道间,赤纬共分90°;而赤经共分24时,1时又分60分,即1h=60m=15°,这是因为地球或天球每小时旋转15°而得名。这套决定天体位置的方法,看起来相当复杂,但是它有许多好处。例如,天球不断旋转,所以星星的视位置不断改变,像是由东至西横过夜空;同时,又因地球公转结果,虽在同一时刻,隔几天后,星星位置也稍稍偏西;或是你由北向南行走时,星星对地平线之相对位置,也都有所改变。既然星星之视位置,如此善变,故要依照所见来说明其位置,是相当困难的,只能藉著赤经、赤纬来说明了,因为每一个星球恰与一组赤经纬度相对应。但也由于星象瞬息万变,到底应如何去测量其赤经及赤纬呢?二、经纬仪之制作经纬仪(Theodolite)是用来量度赤经、赤纬的,它是一种具有许多天文望远镜特性的观测装置。介绍一种简单的经纬仪做法,所须材料列于表一,各材料之尺寸大小仅供参改,可自斟酌,但各零件之相关位置必须弄清。制作之前先看看图1,图2,图3,及作法:1.用厚(3/8)"之三夹板,锯下二个圆盘,直径比量角器(分度器)稍大约(1/2)"即可。以强力胶在每一圆盘上,黏上二块量角器,量角器底边中点,须确实黏在圆盘中心上。(见图2)。2.把一个圆盘用二根螺丝钉,固定在D上,圆盘之圆心与90°之连线,必须与D之中线重叠,在D之两端各钉上一个螺丝圈,(注意不是钉在有圆盘的那一面,见图2)视线便可通过两个小圈观察。3.在另一圆盘圆心处,凿一(1/4)"的洞,这洞要同时穿过A、C,(见图3),用一螺丝穿过栓好,调整一下松紧程度,使C很容易旋转。4.从附于D之量角器圆心凿洞,以木栓或螺丝将D、C旋紧。但D、C间要能转动,不要固定。5.用铁片截取三个三角形,以螺丝钉或小钉子将它们附于C上,三角形之尖端必须平贴于量角器上。6.以铰链将A、B接好。(见图1)7.G、H上距一端(3/4)"处凿一小洞,距此洞1"处起,沿每一木绦之中线,凿一宽(3/16)"之细缝,直到距另一端1"处。在小洞处以螺丝钉将G、H栓在A之二边,再用座钻通过细缝将G、H栓在B之边上,这是用来调整角度x的。钉螺丝或座钻时,应钉在适当位置,以致当调整至细缝末端时,A、B能够重合。经纬仪这时便可使用了。三、经纬仪之使用将经纬仪支在架子上,像椅子、像机三角架均可,目的只在使视线容易通过D之螺丝圈观察。把经纬仪面向南方放好,首先视臂D不要举起,(即纬度表E指在零),调整B板之倾斜,使视线沿视臂看到地平线,将B板固定在这位置,此时B板即保持水平,现在旋转C、D观察天体,则E即指示出天体之地平纬度(Altitude)。现在将经纬仪A板举高至x角,x=90°-(测量地之纬度),例如,你在台北测量,纬度大约25°3',角x就等于64°57';另一个法子是将视臂指向北极星,D保持在这方向,而移动A板,使纬度表E之读数为90°,此时A板即与B成x角了,当然你稍微想想便知道,可用这种方法来测量你所在地的纬度了,为什麽这样子A与B就成x角呢?(注一)仰望天极(即北极星处)时仰角即为你的纬度,因此当E读数为零时,将板A举起x角后,视臂即指向天球赤道,为什么?(注二)调整x角之目的,在于求得星星对天球赤道面之仰角(即赤纬度),而不须顾虑到因观测地之纬度不同,所引起之星星视位置之变化。此时由西至东旋转视臂,便画出了天球赤道位置。为了测度赤经,你必经将经度表F刻成赤经单位——时,每隔15°为1时,由零度起反时针方向刻。现在移动视臂注视南天之一已知星,从星图、天文日历或其它参考星源,决定此星之赤经、赤纬,旋转经度表F,使C之指针指向适当之赤经值。此时纬度表应即自动指在了正确的赤纬值,否则仪器便有了偏差。将F固定住,现在旋转C、D,把视臂指向另一星球,此时从E、F就可读出,此星球之赤纬度、赤经度了。在天球赤道以北之星球赤纬度为正,在天球赤道以南之星赤纬度为负,即E盘上朝开口处之量角器度数为正,另一个为负。例如:角宿大星(Spica),在四、五、六月夜空均可见,它的赤经度(R.A.)=13h23m37s,赤纬度(D.)=-11°00'19'',将视臂指向角宿大星,此时纬度表E读数应约为-11°,调整经度表F至13h23m37s。现在旋转视臂D,注视轩辕大星(Regulus),此时在E上就可读出约12°06',F上约10h07m,于是知道轩辕大星之R.A.=10h07m,D.=12°06'。再举个例,在冬季夜空可见天狼星(Sirius)R.A.约为6h44m


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