一、天球（Celestial sphere）：
是在天文學和導航上想出的一個與地球同圓心，並有相同的自轉軸，半徑無限大的球。天空中所有的物體都可以當成投影在天球上的物件。地球的赤道和地理極點投射到天球上，就是天球赤道和天極。天球是位置天文學上很實用的工具。
二、天球坐標系統
天文學上用來描繪天體在天球上位置的坐標系統。有許多不同的坐標系統都使用球面坐標投影在天球上，類似於使用在地球表面的地理坐標系統。這些坐標系統的不同處只在用來將天空分割成兩個相等半球的大圓，也就是基面的不同。例如，地理坐標系統的基面是地球的赤道。每個坐標系統的命名都是依據其所選擇的基面。天球坐標系統有：地平坐標系（地理平面為基面）、赤道坐標系統（赤道平面為基面）和黃道坐標系統（公轉黃道面為基面）。
1、地平坐標系（Horizontal coordinate system）
又作地平座標系，是天球坐標系統中的一種，以觀測者所在地為中心點，所在地的地平線作為基礎平面，將天球適當的分成能看見的上半球和看不見（被地球本身遮蔽）的下半球。上半球的頂點（最高點）稱為天頂，下半球的頂點（最低點）稱為地底。
地平坐標系統使用高度角（Altitude, Alt）和方位角（Azimuth, Az）表示位置：高度角是天體和觀測者所在地的地平線的夾角，方位角是沿着地平線測量的角度（由正北方為起點向東方測量）。
2、赤道坐標系統
又作赤道座標系統，是使用得最廣泛的天球坐標系統。與地理坐標系統非常相似，因為兩者使用相同的基准平面和相同的極點。地球的赤道在天球上的投影就稱為天球赤道，相同的，地理極點在天球上的投影就是天極。
赤道坐標系統使用赤經（Right ascension）、赤緯（Declination）表示位置信息。
天球上的赤經，與地理座標中的經度相同。赤經和經度都是沿着赤道向東或西方向量度，零點也是赤道上隨意選擇的。經度的零點是本初子午線；赤經的零點是春分點，這是太陽在3月下旬運行至北天球時所通過的點，也是地球的升交點。赤緯與地球上的緯度相似，是緯度在天球上的投影。
3、黃道坐標系
又作黃道座標系，是以黃道作基准平面的天球坐標系統，多用作研究太陽系天體運動情況之用。
黃道系統描述的是行星環繞太陽移動的軌道，它的中心在太陽系的重心，也就是太陽的位置。它的基本平面是地球的軌道面，稱為黃道面。在行星科學中被大量使用，像是計算行星的位置和其他重要的行星軌道參數：傾角、升交點、降交點、近日點位置等等。此坐標系特別適合標示太陽系內天體的位置，大多數行星（水星和冥王星除外）與許多小行星軌道平面與黃道的傾角都很小。
4、銀河坐標系
銀道坐標系，是以太陽為中心，並且以銀河系明顯排列群星的平面為基准的天球坐標系統，它的“赤道”是銀河平面。相似於地理坐標，銀道坐標系的位置也有經度和緯度。
三、歲差和章動
歲差，又稱地軸進動（axial precession），是指某一天體的自轉軸指向在其他天體的引力的作用下，相對於空間中的慣性坐標系所發生的緩慢且連續的變化。地球的歲差主要由太陽、月球及其他行星作用在地球赤道隆起部分的引力矩引起。在天文學和大地測量學中，歲差一般專指地球自轉軸緩慢且均勻的變化，周期約25,722年。其他周期較短或不規律的變化則被稱為章動。
分點歲差：地球大約以25,800年完成一次的歲差周期，在這段期間內，恆星在赤道座標上被測量到的位置會慢慢的改變，這種變化是歸結於座標本身的變動。在這個周期內，地球自轉軸的北極指向將從現在的位置移開，距離北極星約1°之處，並繞着黃極畫出一個角半徑23.5°的圓圈（正確的說應該是23°27’）。移動的量是每180年1°，這個數值不是從圓圈的中心，是由觀測者的位置量度的。
日月歲差： 因為地球不是完美的球體，是在赤道部分略微隆起的一個扁球體。月球和太陽引力引起的潮汐力產生的力矩試圖將赤道的隆起拉入黃道平面，使地球自轉軸繞着黃道面的垂直軸（黃道軸、黃極）旋轉，在空間中描繪出一個圓錐面。由太陽和月亮共同導致的進動作用就稱為日月歲差。
最早在1863年，行星歲差（英語：planetary precession）一詞就被提出，用於與因太陽與月球引力而形成的日月歲差（英語：lunisolar precession）相區別。二者同樣被合稱作總歲差，以逐漸取代過去的“分點歲差”。在行星對赤道面的影響沒有被發現之前，“行星歲差”和“黃道歲差”曾被視作同義詞，“日月歲差”則和“赤道歲差”亦是如此。隨着測量和計算精度的進一步提升，行星引力對赤道面的影響變得無法忽視。為避免造成誤解，國際天文聯合會在2006年將“日月歲差”和“行星歲差”分別重新命名為當前使用的“赤道歲差”和“黃道歲差”。
歲差（P）、章動（N）與地球自轉（R）的示意圖，圖中黑色實直線為地球自轉軸，虛線為黃軸
四、回歸年與恆星年
回歸年(tropical year)，也稱為 太陽年(solar year)，屬於太陽時間計量系統，是太陽的平黃經變化360°所經歷的時間。由於太陽視運動不是均勻的，選取不同的起點會得到不同的長度。若選取春分點作為基准，太陽從春分點出發運行一周再次回到春分點的時間為春分點年。在2000年，回歸年的平均長度（即平回歸年）為365.24219天(SI day)。
恆星年(sidereal year)，屬於恆星時間計量系統，是太陽在黃道上的視位置相對遙遠恆星變化360°所經歷的時間。也相當於地球相對於遙遠恆星在繞太陽公轉軌道上運行360°所經歷的時間。在2000年，恆星年的平均長度（即平恆星年）為365.25636天(SI day)。恆星年比回歸年要長20分24.5秒，這是由於地球自轉軸的進動導致的，而這個差異被稱為歲差。
參考資料：
https://blog.csdn.net/weixin_44241793/article/details/108598986
https://zh.wikipedia.org/wiki/%E6%AD%B2%E5%B7%AE
https://www.zhihu.com/question/34497296/answer/349563707