Zbiór płaszczyzn prostopadłych do osi ziemskiej przecina kulę ziemską wzdłuż równoleżników. Tylko jeden z nich - równik - jest kołem wielkim. Szerokością geograficzną <p nazywamy kąt pomiędzy kierunkiem pionu a płaszczyzną równika. Długością geograficznąX nazywamy kąt dwuścienny pomiędzy płaszczyzną południka miejscowego a płaszczyzną południka zerowego.
Rys. 3
W nawigacji czy geografii położenie jakiegoś miejsca na Ziemi określa się przez podanie jego długości i szerokości geograficznej z zaznaczeniem odpowiedniej półkuli; np. 15° długości wschodniej, 50° szerokości północnej. We wszelkich rachunkach szerokość geograficzną na północ od równika opatrujemy znakiem dodatnim, na południe - ujemnym. Podobnie, długość geograficzną bierzemy dodatnią na wschód od południka zerowego w Greenwich, a ujemną w przeciwną stronę. Trzeba jednak pamiętać, że w przeszłości (i to zupełnie niedawnej) znak długości geograficznej był stosowany różnie w różnych krajach i zastosowaniach.
Płaszczyznę prostopadłą do kierunku pionu w miejscu obserwatora nazywa się płaszczyzną horyzontu. Przecina ona sferę niebieską wzdłuż koła wielkiego zwanego horyzontem. Sferę niebieską przecina także płaszczyzna południka miejscowego tworząc miejscowy południk astronomiczny. Południk ten (rys. 2) przechodzi przez zenit i bieguny nieba. Bieguny są to punkty przebicia sfery niebieskiej przez oś obrotu Ziemi, z których jeden (w naszym przypadku północny) znajduje się nad horyzontem; na równiku oba bieguny leżą na horyzoncie.
Miejsca przecięcia się południka z horyzontem nazywa się punktami północy (ten bliższy północnego bieguna nieba') i południa (z przeciwnej strony horyzontu). Na kierunku prostopadłym do kierunku punktów północy i południa leżą punkty wschodu i zachodu. Jeśli stoimy twarzą zwróceni w kierunku punktu północy, punkt zachodu znajduje się wówczas po naszej lewej stronie.
Istnieje prosty związek pomiędzy szerokością geograficzną miejsca obserwacji a wysokością bieguna nad horyzontem; są one równe sobie.
Dobowa rotacja Ziemi objawia się pozornym obrotem sfery niebieskiej w ciągu doby ze wschodu na zachód. Gwiazdy i inne obiekty na niebie zmieniają swoje położenie zarówno w stosunku do horyzontu jak i do południka astronomicznego. W związku z tym, w celu określenia położenia ciał na niebie, definiuje się układ odniesienia na sferze niebieskiej podobny do współrzędnych geograficznych.
Wiązka płaszczyzn określonych osią świata przecina sferę niebieską wzdłuż kół wielkich, które są odpowiednikami okręgów wyznaczających na Ziemi południki. Bieguny dzielą te okręgi na dwa półokręgi, które nazywamy kołami deklinacyjnymi. Głównym kołem dckli-nacyinym (odpowiednikiem południka zerowego na Ziemi) jest koło deklinacyjne przechodzące przez punkt przecięcia równika niebieskiego z ekliptyką (pozorną drogą Słońca
3