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天球是天文学中的一个重要概念。它是一个假想的、半径无限大的球体，以地球或观测者为中心。我们看到的所有天体，包括恒星、行星、月亮和太阳，都仿佛投影在这个巨大的球面上。天球模型帮助我们简化对天体位置和运动的描述。
天球上有几个重要的参考点和圈。首先是天极，它是地球自转轴的延长线与天球相交的两个点，分为北天极和南天极。天赤道是地球赤道平面向外延伸与天球相交的大圆，它将天球分为南北两个半球。这些基本要素为建立天球坐标系提供了重要的参考。
黄道是另一个重要的天球大圆，它是地球绕太阳公转轨道平面向外延伸与天球相交的大圆，也是太阳在天球上的视运动轨迹。黄道与天赤道有约23.5度的夹角。对于地面观测者，天顶是头顶正上方的点，天底是正下方的点。地平圈将天球分为可见的上半球和不可见的下半球。
为了精确描述天体在天球上的位置，天文学家建立了多种坐标系。赤道坐标系是最常用的，它使用赤经和赤纬来定位天体，类似于地球上的经纬度系统。赤经从春分点开始测量，赤纬从天赤道向南北测量。地平坐标系则使用方位角和高度角，更适合观测者的实际观测需要。
由于地球的自转，天球上的所有天体看起来都会绕天极自东向西旋转。恒星每天绕天极转动一圈，太阳、月亮和行星也参与这种视运动，但它们相对于恒星还有自己的运动轨迹。天球模型极大地简化了天体位置和运动的描述，使天文计算和观测变得更加便利，是天文学中不可缺少的重要工具。