只要抬头望天，人们总会觉得天穹就像一个无比庞大的球壳，罩在大地的四周，太阳、月亮、繁星都是嵌在上面的点缀。在很古的古代，我国盛传着“天圆如张盖，地方如棋局”的理论，而在古希腊、古印度也高明不了多少，也满以为头顶上面是一个硕大无比，每天自东向西旋转一圈的“水晶球”。
当然，这些都是错误的，直观产生不了科学。“天”并不是一个固定的实体，而是无法触摸的，一切“空空如也”。水晶球只是一种肉眼造成的错觉，即天体间的遥远距离，使人眼无法识别它们远近的差别，1亿千米和10亿千米、100亿千米，在人的眼睛中都和“无穷远”没什么差别。
然而这反过来又是一件好事，这样假定了一个众星依附于上的“天球”后，使我们获得了意料不到的方便。因为这样一来，便很容易用天上的经度、纬度来给任何天体定位，就像画地图那样，可以绘画各种星图。
地面上各处都有经纬度，以确定该处的位置。经度以格林威治天文台所在地点为起点，向东西两方计算，各有180度；纬度从赤道向南、北两方计算，各有90度。地球表面并没有画出一条线标以赤道的所在，赤道就是球两极相距90度的大圆。由于地球两极在地面上的位置随时间漂移，这样确定的赤道在地面上的位置将是不固定的。严格地说，天球赤道才是确定地球赤道的标准。
在地面观察者看来，天上日月星辰对我们好似都有相同的距离，随着一个巨大半球的内表面上，并由于地球自转而东升西落。这样，观测者就觉得自己位于一个巨大球体的中心，这个球体每34小时转动一周。这个假想的球体就是天球，在天体力学中，为了计算方便，规定天球的中心就在地球中心那一点上。由于天体一般都非常摇远，地面观测者的观测结果同假定他位于天球中心的观测结果差异甚微。地球自转轴延伸出去穿过天球的两点叫作天极，天球上离天极90度的大圆便是天球赤道。天球赤道平面与地球表面相交之线，才是地球赤道。所以，天球赤道在各星点间的位置便成为基本的标准。天球上的黄道则是太阳一年中在各星点间经行的路线。要把黄道、赤道在星点间的位置测定得十分精确，必须借助于对太阳、月亮和行星视运动的观测。可是，太阳、月亮和大行星在望远镜里都呈现为圆面，观测不够精密，如果改为观测类似恒星那种点状的小行星，便可以得到更加精确的结果。世界10几个天文台对选定的10颗小行星（编号为1，2，3，4，6，7，11，18，39，40）进行长期观测。在缩小实测与理论位置差异的计算中，曾不断改变了小行星运动轨道的6个要素，同时也就改变了春分点和天球赤道的位置。这一工作直接地可以使恒星表中恒星的经纬度更加正确，间接地有助于通过观测恒星来确定时刻以及测量地面上经纬度的工作，这是小行星在天体测量方面的一个应用。