隻要抬頭望天，人們總會覺得天穹就像一個無比龐大的球殼，罩在大地的四周，太陽、月亮、繁星都是嵌在上麵的點綴。在很古的古代，我國盛傳著“天圓如張蓋，地方如棋局”的理論，而在古希臘、古印度也高明不了多少，也滿以為頭頂上麵是一個碩大無比，每天自東向西旋轉一圈的“水晶球”。
當然，這些都是錯誤的，直觀產生不了科學。“天”並不是一個固定的實體，而是無法觸摸的，一切“空空如也”。水晶球隻是一種肉眼造成的錯覺，即天體間的遙遠距離，使人眼無法識別它們遠近的差別，1億千米和10億千米、100億千米，在人的眼睛中都和“無窮遠”沒什麼差別。
然而這反過來又是一件好事，這樣假定了一個眾星依附於上的“天球”後，使我們獲得了意料不到的方便。因為這樣一來，便很容易用天上的經度、緯度來給任何天體定位，就像畫地圖那樣，可以繪畫各種星圖。
地麵上各處都有經緯度，以確定該處的位置。經度以格林威治天文台所在地點為起點，向東西兩方計算，各有180度；緯度從赤道向南、北兩方計算，各有90度。地球表麵並沒有畫出一條線標以赤道的所在，赤道就是球兩極相距90度的大圓。由於地球兩極在地麵上的位置隨時間漂移，這樣確定的赤道在地麵上的位置將是不固定的。嚴格地說，天球赤道才是確定地球赤道的標準。
在地麵觀察者看來，天上日月星辰對我們好似都有相同的距離，隨著一個巨大半球的內表麵上，並由於地球自轉而東升西落。這樣，觀測者就覺得自己位於一個巨大球體的中心，這個球體每34小時轉動一周。這個假想的球體就是天球，在天體力學中，為了計算方便，規定天球的中心就在地球中心那一點上。由於天體一般都非常搖遠，地麵觀測者的觀測結果同假定他位於天球中心的觀測結果差異甚微。地球自轉軸延伸出去穿過天球的兩點叫作天極，天球上離天極90度的大圓便是天球赤道。天球赤道平麵與地球表麵相交之線，才是地球赤道。所以，天球赤道在各星點間的位置便成為基本的標準。天球上的黃道則是太陽一年中在各星點間經行的路線。要把黃道、赤道在星點間的位置測定得十分精確，必須借助於對太陽、月亮和行星視運動的觀測。可是，太陽、月亮和大行星在望遠鏡裏都呈現為圓麵，觀測不夠精密，如果改為觀測類似恒星那種點狀的小行星，便可以得到更加精確的結果。世界10幾個天文台對選定的10顆小行星(編號為1，2，3，4，6，7，11，18，39，40)進行長期觀測。在縮小實測與理論位置差異的計算中，曾不斷改變了小行星運動軌道的6個要素，同時也就改變了春分點和天球赤道的位置。這一工作直接地可以使恒星表中恒星的經緯度更加正確，間接地有助於通過觀測恒星來確定時刻以及測量地麵上經緯度的工作，這是小行星在天體測量方麵的一個應用。