駱昱瑋
當抬頭仰望我們所熟悉的星空，和古人所見是否相同？
答案是否定的。分析古今觀測紀錄可以發現星體在天球上的位置是會隨著時間變化。因此紀錄星體的亮度與位置變化是重要且必須的，每天的星空緩慢變化也要能精確紀錄星體的位置，我們來回溯古今座標系統的建立。
中國古代的座標系統
從古代的渾儀可看到古代已經有許多天體座標系統在其中，有觀測太陽的黃道座標系統黃道環、觀測月亮的白道座標系統白道環、觀測仰角與方位角的地平座標系統，還有觀測恆星繞著極軸（天北極）為主的赤道座標系統。這些系統成為古人定位星體的依據，也讓觀測紀錄變得更加明確。後來郭守敬移除黃道、白道兩個座標系統，並把原本渾儀上組合在一起的圓環分開，組成地平、赤道兩個完全獨立的座標系，這就是簡儀。但可惜的是由於官方的限制，民間無法學習觀測技術，知識難以傳承。
中國古代觀測者將整個天空分成365又1/4度，恰好對應到一年的天數。其中，古人將每一度分成四等分，依序為少(1/4)、半(2/4)、太(3/4)、一度。再將上述四等分細分為三等分，分為強(1/3)與弱(2/3)。如此精細度可以大大的提升到1/12度。
圖說
首先，古人利用赤道座標系統標示星體的絕對位置。古人用兩個座標參數表示星體的赤道座標：去極度和距度。「去」的意思是距離，去極度也就是星體到極軸的距離，用度數表示。還有一個表示方式是用距度系統。古人將黃道上的星體分成28個星宿，每個星宿都有一個星區但非等間格。每一個星宿都有一個代表星體，稱為「距星」，例如參宿的參宿三。距度的意思就測量與其所在宿的距星的赤經差。透過去極度和距度的搭配，便可以測量星體在天球上的絕對位置。
然而很多時候，知道星體的絕對位置未必能在夜晚觀測時有所幫助，還需仰賴星體與地面上景物的相對位置，因此便需要地平座標系。地平座標系統對於地標上的人而言比較好測量，只要將天頂和目標星體的連線取其和地平面的交點和正北方的夾角，再測量星體的仰角，即可得到座標值。在方位角的紀錄方面，古人是以12時辰做切割，分成12等分，每一個方位都剛好包含三個時辰。仰角的紀錄卻只有推測大約是離地多高，並無以仰角做詳細的紀錄。
現代的座標系統
現今常用的是地平座標系統和赤道座標系統。現代赤道座標系統的原理就是將所有星體拉近到和觀測者等距的位置，構成一顆假想的天球，並仿造地球的座標系統，先訂出天球的南、北極，便可以畫出緯度，稱為赤緯。以天球赤道為 0度，向北和南分別訂出+90度和-90度。在東西方向上，則是以春分時太陽在天上的位置為零時，向東把天空分為24時，一時再分成60分，一分再分成60秒。並透過經緯度的配合，便可明確表示星體在天球上的絕對位置。
現今的地平座標系統則是將圓周分成360度，從0度開始，自北方開始向東轉。再測量其仰角，自地平面開始，到天頂劃分成90度。測量出方位角和仰角，就可以表示星體和觀測者的相對位置。
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