
球面天文学(または位置天文学)は、地球上の特定の日、時間、位置における天体の位置を天球上で特定する観測天文学の一分野です。この分野は、球面三角法という数学的手法と天体測量法の測定に基づいています。
これは天文学の最古の分野であり、古代にまで遡ります。天体の観測は、宗教的および占星術的目的、そして計時や航海において、これまでもそして今もなお重要であり続けています。天体の位置を実際に測定する科学は、天体測量学として知られています。
球面天文学の主要な要素は、天体座標系と時間です。天球上の物体の座標は、地球の赤道を天球に投影した赤道座標系を用いて表されます。この座標系における物体の位置は、赤経(α)と赤緯(δ)で表されます。緯度と現地時間を用いて、高度と方位角からなる水平座標系における物体の位置を導き出すことができます。
恒星や銀河などの天体の座標は、特定の年における位置を示す恒星カタログに記録されています。しかし、歳差運動と章動運動の複合的な影響により、座標は時間の経過とともにわずかに変化します。地球の運動によるこれらの変化の影響は、定期的に改訂されたカタログの発行によって補正されています。
太陽と惑星の位置を決定するために、天文暦(特定の時間における天体の位置を示す値の表)が使用され、その後、適切な現実世界の座標に変換されます。
人間の肉眼では約6,000個の星を認識できますが、そのうち約半分は常に地平線の下にあります。現代の星図では、天球は88の星座に分割されています。すべての星はいずれかの星座に属しています。星座は航海に役立ちます。北極星は北半球の観測者から見るとほぼ真北に位置します。この北極星は常に北極のほぼ真上にあります。