Астрономијата е најстара природна наука. Нејзините задачи се:

a) проучување на привидните и вистинските положби и движења на космичките тела и нивните форма и големина,

б) проучување на градбата на космичките тела, нивниот хемислки состав, соодветните физички услови, физичките и хемиските појави и процеси,

в) проучување на постанокот и еволуцијата на космичките објекти и системи, како и на целата Вселена.

Најдобро во објаснувањето на астрономската наука е да се појде со дефинирањето на основите поими. Меѓу нив спаѓаат тие кои служат за ориентација во просторот и одредување на привидните положби на небесните појави како ѕвездите, планетите, астероидите, метеорите или галаксиите. Можеме да замислиме една сфера со бесконечно голем радиус и центар во точката на набљудување, а сите небесни тела се проектирани на неа. Оваа сфера се нарекува небесна сфера.

Сферните координати кои се однесуваат за небесната сфера се основа за одредување на положбата на небесните тела. Географските координати се исто така сферни координати, и кај нив координати се географската ширина (северна и јужна, од 0° до 90°), и географската должина (источна и западна, од 0° до 180°, меридијанот што поминува низ Кралската опсерваторија во Гринич е нулти). На сликата лево прикажан е сферниот координатен систем  за Земјата, наречен, Земјин географски систем, а координатите на Скопје (Ние сме тука) се 42° сгш и 21, °5 игд. Секој степен може да се подели на 60 аглови минути 1°=60¢, а секоја аглова минута на 1¢=60² или 1°=60¢=3600². Доколку се продолжи Земјината оска тогаш зборуваме за светска оска. Оваа светска оска небесната сфера ќе ја прободува во северниот и јужниот небесен пол. Веднаш до северниот небесен пол се наоѓа ѕвездата Северница.

Во астрономијата се користат повеќе координатни системи во зависност од појавата што се опишува. Да наведеме неколку: хоризонтски координатен систем, месен екваторски координатен систем, небесен екваторски координатен систем, еклиптички координатен систем, галактички координатен систем итн. Помеѓу сите координати на системите постојат изрази од законите од сферната тригономерија., а преодот од еден во друг координатен систем ќе се изучува понатаму. Како и да е, секој координатен систем се карактеризира со основен круг, кој ја офаќа основната рамнина, и почетен полукруг (на пример, хоризонтот - опфаќа хоризонската рамнина,  и небесниот меридијан во хоризонтскиот систем).

Хоризонтски координатен систем

Хоризонтскиот систем се дефинира локално за секој набљудувач, на смото место, на Земјата (или на некое друго небесно тело). Неговиот почеток е местоположбата на набљудувачот, негова референтна оска е локалната вертикала (определено од локалното гравитациско поле), а референтната рамнина е видливиот хоризонт или просто, хоризонтот кој е нормален на оската.

Точката на пресек на оската-вертикалата со небесната сфера, над посматрачот, се вика зенит, а во спротивен правец, точката на пресек под набљудувачот – надир.

Низ секој правец, или точка на небесната сфера, на пример, позиција на ѕвезда, поминува единствена полу-рамнина (или полукруг) нормална на хоризонтот; наречена  вертикален круг; сите вертикални кругови се сечат во зенитот и надирот. Во рамнината на својот вертикалeн круг, разгледуваната позиција може да се опише со аголот од хоризонтот, наречен висина (или алтитуда) h. Во некои случаи, астрономите се користат и и со аголот помеѓу правецот и зенитот – тоа е зенитно растојание z. Релацијата меѓу висината и зенитното растојание е z = 90° - h. Сите објекти над хоризонтот имаат позитивни вредности за висината – максимум до 90°, а оние под хоризонтот негативни. Втората координата за позицијата во хоризонтскиот систем се дефинира според точката во која вертикалниот круг го пресекува хоризонтот. Се нарекува азимут А, и во астрономијата и на северната хемисфера, тоа е аголот од јужната точка одејќи кон запад, север и исток се до подножјето на вертикалниот круг.

Вредностите се движат од 0 до 360 степени. Во геодезијата, за нулта точка се зема северот и наместо азимут употребуваат друг израз. Во секој случај треба да се нагласи како е измерен азимутот (на пример колку е А за запад 90 или нешто друго). Имајќи ги предвид нашите стандарди, јужната, западната, северната и источната точка имаат координати на азимутот 0, 90, 180 и 270 соодветно. Вертикалниот круг кој поминува низ северната и јужната точка – север-југ над нашата глава, е позната како локален или небесен меридијан. Тој исто така поминува и низ зенитот и надирот.

Внимание! Азимут – А агол од јужната точка према запад, почнувајќи од 0° до 360°. Југот има азимут 0°, а западот 90°. Висина – h аголот до хоризонтот

Секој набљудувач има свој посебен хоризонтски систем, чии координати за еден ист објект истовремено гледан, се разликуваат за двајца различни, оддалечени набљудувачи. Да го разгледаме следниот пример:

Двајца припадници на расата Homo sapiens sapiens набљудуваат иста појава на небото (ѕвездата Северница – Polaris), но едниот од студените предели на Лапонија, а другиот од топлите плажи на Карибите. Очигледно тие ќе ја гледаат Северницата различно. Уште повеќе, висината и азимутот на објектот постојано се менуваат со времето дури  и од иста локација. Значи, овој систем е погоден за претставување на небесните тела во дадено време и локација, но не е погоден за опишување на постојани правци во Вселената.

Уште нешто. Згодно е да знаеме од практични причини колку изнесуваат агловните големини. Еден од најпростите начини е користењето на сопствената шака. Исправете ја раката и научете некои од следниве мери (на пример од згобот на малиот прст до зглобот на показалецот има 8°). Сите мерки изнесени на сликата се проценки и варираат зависно личноста што ги употребува.

Екваторски координатен систем

Главен недостаток на хоризонтскиот систем е во рамномерната промена на координатите на дадениот астрономски објект како што ротира Земјата околу својата оска во текот на денот. Овој недостаток е отстранет со користење на координатен систем кој е поврзан со вртењето на небесната сфера. Најчесто овој систем го објаснуваме со проекција на Земјиниот географски (велиме геоцентричен) координатен ситем на небото во одреден временски момент (в. сл. 1). Основна рамнина е рамнината на небесниот екватор, или основен круг е небесниот екватор, а небесните паралели се напоредни со него (по аналогија со географската ширина). Аголната оддалеченост од небесниот екватор е деклинација d. Таа координата се мери од 0 до 90 на северната небесна полусфера (од небесниот екватор према северниот небесен пол), и од 0 до –90 на јужната небесна хемисфера

Другата координата има две варијанти. Според првата за почетен полукруг се зема локалниот меридијан, а системот се нарекува месен екваторски координатен. Секој набљудувач од површината на Земјата има свој сопствен екваторски координативен систем. (в. сл. 3) Координатата со која се додефинира овој систем, покрај деклинацијата, е часовниот агол t.

Аголот се смета во рамнината на екваторот од деклинацискиот круг на ѕвездите и расте во правец од југ према запад, север, па исток, т.е. во правецот на привидното вртење на небесниот свод. Часовниот агол се мери во часови; од 0 до 24 h, а претставува време поминато од последната горна кулминација на небесниот објект (изразено во часови, минути и секунди). Терминот горна кулминација се употребува често во астрономијата. Тоа е местото, положбата каде астрономските објекти ја достигнуваат најголемата висина по периодот на изгревање, искачување, а пред периодот на симнување и залезот. Тука е место да напоменеме дека постојат ѕвезди кои некогаш не изгреваат или заоѓаат. Тоа се или ѕвезди кои постојано се над хоризонтот (ги нарекуваме циркум поларни) или никогаш не сме ги виделе, оти „вечно“ се под хоризонтот (анти-циркумполарни).

Небесниот екваторски координативен систем е најупотребуваниот координативен систем и е погоден за опишување на координатите на ѕвездите кои не се менуваат со привидното движење на небесната сфера. За почетен меридијан, не се зема локалниот меридијан, но оној меридијан кој поминува низ γ (гама) точката.

Координата е аголот кој расте од запад кон југ и исток (спротивно од стрелките на часовникот - во директен правец. Оваа координата се нарекува десна асцензија (или ректасцензија).

Се бележи со α алфа и се мери најчесто во часови: од 0 до 24, но се употребуваат и степени од 0° до 360°. Наведени се неколку релации на претворба на ректасцензијатa на часови во степени.

24 h = 360 °

1 h = 15 °, 1 min = 15', 1 s = 15"

1 ° = 4 m, 1' = 4 s

Како нулта положба се користи гама точката на пролетната рамнодневница (21 март), значи сите небески објеки од тој деклинациски полукруг ќе имаат ректасцензија a = 0 h.

  Збирот на ректасцензијата и часовниот агол претставува ѕвездено време s

                                                         s = α + t

Ректасцензијата и деклинацијата се многу бавни (вековни) променливи координати на ѕвездите. Ако нив ги познавате може со помош на атлас или ѕвездена карта да се пронајде небесниот објект. Пример ѕвездата Кастор (прва ѕвезда на соѕвездието Близнаци) ги има следниве координати a = 7h 34min 36,0s d =+31° 53¢ 19² во епохата 2000,0. Земјата прецесира, т.е. нејзината оска на ротација во просторот се врти околу оската нормална на рамнината на еклиптиката, еднаш на 26 000 години.

оската на ротација на Земјата и самата ротира околу оска нормална на еклиптиката еднаш за 26000 години

заради прецесијата, сега ѕвездата Поларис ни е Северница. За 12000 години тоа ќе биде ѕвездата Вега, а пак за 22000 години ѕвездата Тубан

гама - точката пред 2000 години била во соѕвездието Овен

гама - точката денес се наоѓа во соѕвездието Риби

Иако малку, оваа промена се собира и затоа при именувањето на ректасцензијата и деклинација  на небесниот објект треба да се нагласи и епохата – годината во која координатите се валидни.