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天文学常用名词一、天球（Celestial sphere）：是在天文学和导航上想出的一个与地球同圆心，并有相同的自转轴，半径无限大的球。
天空中所有的物体都可以当成投影在天球上的物件。
地球的赤道和地理极点投射到天球上，就是天球赤道和天极。
天球是位置天文学上很实用的工具。
二、天球坐标系统天文学上用来描绘天体在天球上位置的坐标系统。
有许多不同的坐标系统都使用球面坐标投影在天球上，类似于使用在地球表面的地理坐标系统。
这些坐标系统的不同处只在用来将天空分割成两个相等半球的大圆，也就是基面的不同。
例如，地理坐标系统的基面是地球的赤道。
每个坐标系统的命名都是依据其所选择的基面。
天球坐标系统有：地平坐标系（地理平面为基面）、赤道坐标系统（赤道平面为基面）和黄道坐标系统（公转黄道面为基面）。
1、地平坐标系（Horizontal coordinate system）又作地平座标系，是天球坐标系统中的一种，以观测者所在地为中心点，所在地的地平线作为基础平面，将天球适当的分成能看见的上半球和看不见（被地球本身遮蔽）的下半球。
上半球的顶点（最高点）称为天顶，下半球的顶点（最低点）称为地底。
地平坐标系统使用高度角（Altitude, Alt）和方位角（Azimuth, Az）表示位置：高度角是天体和观测者所在地的地平线的夹角，方位角是沿着地平线测量的角度（由正北方为起点向东方测量）。
2、赤道坐标系统又作赤道座标系统，是使用得最广泛的天球坐标系统。
与地理坐标系统非常相似，因为两者使用相同的基准平面和相同的极点。
地球的赤道在天球上的投影就称为天球赤道，相同的，地理极点在天球上的投影就是天极。
赤道坐标系统使用赤经（Right ascension）、赤纬（Declination）表示位置信息。
天球上的赤经，与地理座标中的经度相同。
赤经和经度都是沿着赤道向东或西方向量度，零点也是赤道上随意选择的。
经度的零点是本初子午线；赤经的零点是春分点，这是太阳在3月下旬运行至北天球时所通过的点，也是地球的升交点。
⼤地测量学复习资料（考试必备）1.垂线同总地球椭球(或参考椭球)法线构成的⾓度称为绝对(或相对)垂线偏差2.以春分点作为基本参考点，由春分点周⽇视运动确定的时间，称为恒星时3.以真太阳作为基本参考点，由其周⽇视运动确定的时间，称为真太阳时。
⼀个真太阳⽇就是真太阳连续两次经过某地的上中天（上⼦午圈）所经历的时间。
4.以格林尼治平⼦夜为零时起算的平太阳时称为世界时5.原⼦时是⼀种以原⼦谐振信号周期为标准6.归算：就是把地⾯观测元素加⼊某些改正，使之成为椭球⾯上相应元素。
7.把以垂线为依据的地⾯观测的⽔平⽅向值归算到以法线为依据的⽅向值⽽加的改正定义为垂线偏差改正7.⼤地线椭球上两点间的最短程曲线。
8.设椭球⾯上P点的⼤地经度L，在此⼦午⾯上以椭圆中⼼O为原点建⽴地⼼纬度坐标系; 以椭球长半径a为半径作辅助圆，延长Ｐ２Ｐ与辅助圆相交Ｐ１点，则OP１与x 轴夹⾓称为P点的归化纬度u。
9.仪器加常数改正因测距仪、反光镜的安置中⼼与测距中⼼不⼀致⽽产⽣的距离改正，称仪器加常数改正,包括测距仪加常数和反光镜加常数。
10.因测距仪的基准频率等因素产⽣的尺度参数成为乘常数。
11.基本分划与辅助分划相差⼀个常数301.55cm，称为基辅差，⼜称尺常数12．控制⽹可靠性：控制⽹能够发现观测值中存在的粗差和抵抗残存粗差对平差的影响13.M是椭球⾯上⼀点，MN是过M的⼦午线，S为连接MP的⼤地线长，A为⼤地线在M点的⽅位⾓。
以M为极点；MN为极轴；P点极坐标为（S, A)⼀点定位,如果选择⼤地原点：则⼤地原点的坐标为：多点定位,采⽤⼴义弧度测量⽅程1954年北京坐标系可以认为是前苏联1942年坐标系的延伸。
它的原点不在北京，⽽在前苏联的普尔科沃。
相应的椭球为克拉索夫斯基椭球。
1954年北京坐标系的缺限:①椭球参数有较⼤误差。
②参考椭球⾯与我国⼤地⽔准⾯存在着⾃西向东明显的系统性的倾斜，在东部地区⼤地⽔准⾯差距最⼤达+68m。
大地测量学基础一、名词解释1、大地测量学：是指在一定的时间与空间参考系中，测量和描绘地球形状及其重力场并监测其变化，为人类活动提供关于地球的空间信息的一门学科。
2、天球：是指以地球质心O（或测站）为中心，半径r为任意长度的一个假想的球体。
3、大地基准：指用以描述地球形状的参考椭球的参数，以及参考椭球在空间中的定位及定向，还有在描述这些位置时所采用的单位长度的定义。
4、岁差：地球绕地轴旋转，由于日、月等天体的影响，地球的旋转轴在空间围绕黄级发生缓慢移动。
5、章动：地球旋转轴在岁差的基础上叠加18.6年的短期周圆周运动，振幅为9.21秒，这种现象称为章动。
6、极移：地球自转使地球体自身内部结构的相对位置变化，从而导致极点在地球表面上的位置随时间而变化，这种现象被称为极移。
7、恒星时(ST)：以春分点作为基本参考点，由春分点周日视运动确定的时间，称为恒星时。
8、真太阳时MT：以真太阳作为基本参考点，由其周日视运动确定的时间，称为真太阳时。
一个真太阳日就是真太阳连续两次经过某地的上中天（上子午圈）所经历的时间。
9、大地水准面：假想海洋处于完全静止的平衡状态时海水面延伸到大陆地面以下所形成的闭合曲面，叫大地水准面。
10、正常椭球：与地球质量相等且质量分布均匀的椭球。
11、正常重力加速度：正常椭球对其表面与外部点所产生的重力加速度。
12、正常位水准面：相应于正常重力加速度的重力等位面。
13、理论闭合差：由水准面不平行而引起的水准环线闭合差，称为理论闭合差。
14、正常椭球面：是大地水准面的规则形状（一般指旋转椭球面）。
因此引入正常椭球后，地球重力位被分成正常重力位和扰动位两部分，实际重力也被分成正常重力和重力异常两部分。
15、总的地球椭球：一个和整个大地体最为密合的。
总地球椭球中心和地球质心重合，总的地球椭球的短轴与地球地轴相重合，起始大地子午面和起始天文子午面重合，总地球椭球和大地体最为密合。
16、参考椭球：具有确定参数(长半径 a和扁率α)，经过局部定位和定向，同某一地区大地水准面最佳拟合的地球椭球。
附篇第五章岁差与章动简介第一节岁差在外力作用下﹐地球自转轴在空间并不保持固定的方向﹐而是不断发生变化。
因此，春分点、天赤道、黄道等用以表征天体位置的坐标系相对于恒星是在缓慢运动的，由此引起的天体坐标相应也有微小变化。
这种现象称为岁差(Precession)和章动（Nutation）。
一、日月岁差（Lunisolar precession）牛顿第一个指出产生岁差的原因是太阳和月球对地球赤道隆起部分的吸引。
如附图5-1所示，大地球体近似于赤道半径为长半径的旋转椭圆体，为便于说明问题，可将旋转椭圆体分解成以O为球心的正圆球体和赤道隆起的A和B三部分，它们的质量中心分别在O、A和B。
P n P S为地轴，qq′为赤道面，KK′为黄轴，OL为黄道面。
设外力源位于L处（主要是月亮，太阳影响不大），根据万有引力定律可知，外力对正圆球体的作用力达到平衡，对赤道隆起部分A和B的引力为F A、F B，可分解为与黄道面平行和垂直的两个分力，其垂直分力产生一力偶。
因地球有自转，按力学中进动右手法则，椭圆体的地球受此力偶作用后，使天轴以约23°27′的夹角顺时针（从天球外看）即向西绕着黄轴转动，表现在天球上，天极（如天北极）以约23°27′为半径，围绕着黄极向西进动，周期约为25 800年。
这种进动使天赤道的位置也相应地移动，从而引起天赤道与黄道的交点春分点的位置也随之向西位移，每年约50〞.376（1997），称此为日月岁差。
附图5-1二、行星岁差（Planetary precession）地球除受太阳、月球的引力外还受行星，特别是木星引力的影响，只是因为它们距地球较远，质量亦不大，故各行星对地球的共同引力很小，对地轴的进动不起任何作用，但却能使地球公转的轨道面产生微小的变动，就是说，黄道将有微小的变动，结果引起春分点东移，每年向东移动约0〞.107（1997），它在黄道上的投影为0〞.107cosε=0〞.098（1997），这种岁差叫做行星岁差。
岁差和章动一、引言岁差和章动是天文学中两个重要的现象，它们分别描述了地球绕太阳运动导致的对恒星位置的影响。
岁差和章动的研究对于理解和解释地球运动以及测量恒星位置都具有重要意义。
本文将深入探讨岁差和章动的定义、产生原因、影响以及应用。
二、岁差的定义及产生原因2.1 定义岁差指的是地球自转轴在一个回归年（太阳从黄道上的一个点再次到达该点所需要的时间）内，在固定星空中留下的痕迹。
具体来说，岁差是由于地球的自转轴在围绕太阳公转的过程中存在一定的摆动，导致地球自转轴的方向不断发生变化而引起的。
2.2 产生原因岁差的产生原因主要包括以下两个方面：1.地球的自转轴在一个类似于陀螺仪的运动过程中会发生岁差。
具体来说，地球并非一个完全均匀的旋转体，其自转轴在与黄道的交点上产生摆动，使得地球自转轴的方向发生变化。
2.地球绕太阳公转的轨道并不是一个简单的圆形，而是一个略呈椭圆形的椭圆轨道。
地球距离太阳最远的时候称为远日点，最近的时候称为近日点。
由于地球公转速度在近日点较大，在远日点较小，因此在一个回归年内，地球自转轴相对于固定星空的位置会有所变动，产生岁差现象。
三、章动的定义及产生原因3.1 定义章动指的是地球非均匀自转对恒星位置造成的影响。
简单来说，相对于参考星座而言，恒星的位置会发生一定的变化。
章动可以进一步分为黄经章动和黄纬章动两种。
3.2 产生原因章动的产生原因和岁差类似，主要包括以下两个方面：1.地球是一个不完全均匀的球体，其密度分布和地形起伏会对地球的自转轴产生扰动。
这些不规则扰动会造成地球自转速度的变化，从而导致恒星位置发生微小的变化。
2.地球的自转轴在不断发生岁差的同时，也会发生章动。
由于地球自转轴不断变化的方向，地球的自转速度也会随之变化，使得恒星位置相对于参考星座产生微小的变化。
四、岁差和章动的影响4.1 对天文观测的影响岁差和章动对天文观测具有重要影响。
在观测恒星位置时，如果不考虑岁差和章动的影响，将导致观测结果与实际位置存在一定的差异。
、名词解释1、 岁差：地球在绕太阳运行时，地球自转轴的方向在天球上缓慢移动，春分点在黄道上 随之慢慢移动章动：在岁差的基础上还存在各种大小和周期各不相同的微小的周期性变化2、 WGS-84坐标系：美国国防部 1984年世界大地坐标系，属于协议地球坐标系3、 卫星星历：描述有关卫星轨道的信息4、 自相关系数：R （t ）=（Au-Bu ）/（Au+Bu ）Au 为相同码元数 Bu 为相异码元数5、 重建载波：在进行载波相位测量前，首先要进行解调工作，设法将调制在载波上的测 距码和导航电文去掉，重新恢复载波，这一工作叫重建载波6、 相对定位：确定同步跟踪相同的GPS 卫星信号的若干台接收机之间的相对位置（坐标 差）的定位方法7、 伪距：p =T *c 距离p 并不等于卫星至地面测站的真正距离，叫伪距&整周跳变：如果由于某种原因使计数器无法连续计数，那么信号被重新跟踪后，整周计数器中将丢失某一量而变得不正确。
而不足一整周的部分 Fr （ $ ）由于是一个瞬时量测值，因而仍是正确的，这种现象叫整周跳变9、 整周未知数：是在全球定位系统技术的载波相位测量时，载波相位与基准相位之 间相位差的首观测值所对应的整周未知数10、 P DOP 值：空间位置精度因子11、 相对论效应：是由于卫星钟和接收机钟所处的状态（速度和重力位）不同而引起卫星 钟和接收机钟产生相对钟误差的现象12、 数学同步误差：加上改正数工八一「心 "二二」后的卫星钟读数和 GPS 标准时间之差称为数学同步误差13、 平均相位中心：天线瞬时相位中心的平均值14、 独立基线：两台接收机得到的多余观测边以外的必要基线15、异步环闭合差不是完全由同步观测基线所组成的闭合环称为异步环，异步环的闭合差 16、 基线解算：利用多个测站的 GPS 同步观测数据，获得这些测站之间坐标差的过程17、 网平差：将基线结果再当成数据18、 约束平差：平差时所采用的观测值完全是GPS 观测值（即GPS 基线向量），而且， 在平差时引入了使得 GPS 网产生由非观测量所引起的变形的外部起算数据。
第三章地球运动地球绕地轴的旋转运动，叫做地球的自转。
地轴的空间位置基本上是稳定的。
它的北端始终指向北极星附近，地球自转的方向是自西向东；从北极上空看，呈逆时针方向旋转。
地球自转一周的时间，约为23小时56分，这个时间称为恒星日；然而在地球上，我们感受到的一天是24小时，这是因为我们选取的参照物是太阳。
由于地球自转的同时也在公转，这4分钟的差距正是地球自转和公转叠加的结果。
天文学上把我们感受到的这1天的24小时称为太阳日。
地球自转产生了昼夜更替。
昼夜更替使地球表面的温度不至太高或太低，适合人类生存。
地球自转的平均角速度为每小时转动15度。
在赤道上，自转的线速度是每秒465米。
天空中各种天体东升西落的现象都是地球自转的反映。
人们最早就是利用地球自转来计量时间的。
研究表明，每经过一百年，地球自转速度减慢近2毫秒，它主要是由潮汐摩擦引起的，潮汐摩擦还使月球以每年3～4厘米的速度远离地球。
地球自转速度除长期减慢外，还存在着时快时慢的不规则变化，引起这种变化的真正原因目前尚不清楚。
地球绕太阳的运动，叫做公转。
从北极上空看是逆时针绕日公转。
地球公转的路线叫做公转轨道。
它是近正圆的椭圆轨道。
太阳位于椭圆的两焦点之一。
每年1月3日,地球运行到离太阳最近的位置,这个位置称为近日点;7月4日,地球运行到距离太阳最远的位置,这个位置称为远日点。
地球公转的方向也是自西向东，运动的轨道长度是9.4亿千米，公转一周所需的时间为一年，约365.25天。
地球公转的平均角速度约为每日1度，平均线速度每秒钟约为30千米。
在近日点时公转速度较快，在远日点时较慢。
地球自转的平面叫赤道平面，地球公转轨道所在的平面叫黄道平面。
两个面的交角称为黄赤交角，地轴垂直于赤道平面，与黄道平面交角为66°34'，或者说赤道平面与黄道平面间的黄赤交角为23°26'，由此可见地球是倾斜着身子围绕太阳公转的。
【地球运动的表现】太阳和月亮，每天东升西落，这是常见的自然现象。
天上的群星永远朝北斗吗？——地球运动漫谈在70年代后期，小学语文课本里有一篇课文，是怀念毛主席的内容，其中有一句：“天上的群星永远朝北斗，地上的葵花永远向太阳”，大概出生在70年代初期的人都有印象。
这句话的前半句说的是我们常见的天文现象，也是我们在前两讲中说过的天体的周日视运动现象。
在地球上北半球的人看来（就是我们），全天的群星都是围绕北天极做圆周运动，而北极星（小熊座α星）恰好在北天极的位置，所以成为群星圆周运动的中心，北斗星在北极星周围不远处，在北方看来属于“拱极星座”，不会落到地平线以下（为什么不会落到地平线以下？请读者思考），所以才有“群星朝北斗”的说法。
陆游在《夜饮示坐中》中有“胡雁叫群寒夜长，峥嵘北斗天中央”，说的也是这个意思。
在张耒的《离京後作七首》（之二）中更有“今夜榆林系帆宿，却从北斗望天心”的句子，更加合理的指出北斗不是在天的中央，而是“从北斗望天心”，更加符合星象。
我们现在要寻找北极星，也是要“从北斗望天心”，即沿着北斗星的勺子头两颗星做延长线到大约是这两颗星距离的五倍处，会有一颗孤零零的亮星，它就是北极星，找到北极星，你就找到了正北方向，也就找到了群星所围绕旋转的“天心”——北天极。
我们在前面的文章中已经介绍，群星的旋转其实是地球自转造成的视觉感觉，而北天极正是地球自转轴的延长线与天球的交点。
在目前来看，天上的群星确实“朝”北斗（北极），但是否真的永远朝北斗呢？答案却是否定的，造成这种现象的主要原因是地球的运动。
现在的人，只要学过小学、初中地理课，就可以知道地球的两种最主要运动形式——公转和自转，可不要小看这一点似乎简单的知识，人类为了得到这个真理，耗去了好几千年的时间，伽利略、哥白尼遭到迫害，布鲁诺为此献出了生命！今天我们为了回答群星是否永远朝北斗的问题，不光要知道地球的自转和公转，还要知道地球的其他复杂运动。
我们已经知道，地球的自转轴与公转轨道面并非完全垂直，而是有一个23.5度的夹角。
我们在第二讲里已经介绍了天球坐标系，知道了地球赤道在天球上的投影叫天赤道、地球公转轨道面在天球上的投影叫黄道，那么地轴与公转轨道面的夹角也就正好等于黄道与天赤道的夹角，称为黄赤交角（obliquity of ecliptic），一般用希腊字母ε表示，这个数值是天文学上的重要常数之一。
正是这个夹角，才有了地球上的一年四季。
我们可以设想一下，如果地轴与公转轨道面垂直会是怎样？那将会出现赤道上的太阳永远是从头顶上经过；温带地区没有四季，永远是全年如春；南北极上的太阳永远在地平线上转圈而不会升起来。
为了说明地球的复杂运动，我们还必须接触一点力学的知识。
大家都有这样的体验，玩陀螺的时候，陀螺转起来具有轴向的稳定性，如果陀螺质量均匀，不受外力作用，陀螺就不会倒，而且保持匀速旋转状态。
但如果此时用外力推动一下陀螺的轴，使它不是完全垂直于地面旋转，那么就会出现陀螺一边绕本身的轴向旋转，同时陀螺轴也在围绕一个无形的轴做圆周摆动的现象，这种现象称为进动。
我们把这种现象放到地球运动上，地球本身就是一个巨大的陀螺，它的自转使自己保持轴向的稳定性，于是我们就看到群星朝北斗的现象。
但是地球本身并非质量均匀的球体，由于离心力的作用，地球赤道略鼓，两极稍扁，而且地轴与公转面并非垂直，所以太阳对地球在公转过程中的引力是不均匀的，在加上月球引力的影响，使得地球也产生了陀螺一样的进动现象，表现为地轴以23.5度的夹角围绕公转轨道面垂直线（黄轴）做圆周摆动，地球的进动表现在天文学上叫岁差（precession）现象。
地球进动的方向与地球公转方向相反，反映在视觉上就是天极围绕黄极做直径为23.5度的圆周运动，同时黄道与赤道的交点逐渐沿黄道向西偏移（与太阳周年视运动相反）。
与陀螺不同的是，地球的进动周期非常缓慢，25800年才旋转一周，所以天极每年大约移动50角秒。
（见图1，P是黄道面，ZZ’是地球自转轴）同样，黄道与赤道的交点也会以25800年为周期沿黄道向西退行。
我们在第二讲里已经介绍，黄道与赤道的升交点——春分点是天球赤道坐标系的基本点，现在由于岁差的原因，这个基本点不再是永恒不变的了。
这下麻烦可大了，整个天空的恒星坐标都要随着时间发生改变（只是坐标改变，真实位置并没有太大变化），那么现在画出的星图、编制的星表若干年后就不能用了，于是天文学上引入“历元”这个概念，即以某个时间点的数据为基本坐标编绘星图，所以我们看一些稍专业的星图星表上都会标有“历元1950.0”、“历元2000.0”等标记，意思就是该图（表）所表示的恒星坐标是1950年或2000年的数值。
如果需求精度不高，几十年内的坐标变化是可以忽略的，对于高精度的天文观测来说，需要对某一标准历元的坐标运用球面三角学公式去推算当前坐标。
地球进动造成的恒星坐标发生变化的现象，公元前两世纪古希腊的天文学家就已发现。
好了，现在我们可以解释群星为什么不会永远朝北斗了。
现在，北天极正好在北极星附近，所以天体的周日视运动围绕北极星旋转，北极星成为北天极的标志。
由于岁差，天极会围绕黄极以25800年的周期画一个半径23.5度的圆圈。
这意味着北天极的标志一直在周期性地变换着主角。
很容易推测，大约在公元前3000年左右，北极星是天龙座 星，那个时候，古埃及人正在尼罗河畔建造巨大的金字塔，中国正处在三皇五帝的传说时期。
多年以后，天极也会离开现在的北极星。
大约在公元13600年的时候，地球的进动几乎正好绕过了半圈，天极转到了现在北极星的对面，织女星将成为地球上的北极星，到那个时候，我们的子孙就会看到“天上的群星朝织女”的景象了。
岁差现象不但使北极星发生变换，同样会引起地面上其他星象的变化。
由于天极的移动，在几千年以前，我国北方是可以看到南十字星座的，而现在只有在海南以南才可以看到。
当13000年后织女星成为北极星，现在的夏季时的夜空整个向北移动了40多度，在北京地区的夜空上，天蝎座将出现在接近头顶的位置，著名的南十字星座会在南部空中闪烁，我们的子孙就不必再为欣赏南十字而特意跑到南半球了。
最有趣的是，这个时候由于地轴的角度偏向了现在位置的对面，那么地球上南北半球的冬季和夏季正好对调了（见图2所示），我们的后代会在寒冷的冬季看到人马、天蝎等星座，而炎热的夏季却可以看到猎户座（不过此时的猎户座已经有一半沉入地平线以下看不到了）。
而我们现在冬季里所习以为常的天狼星，也将沉到地平线以下，一万年都不会再出来，它会在南半球的夜空中继续闪烁着耀眼的光芒。
我们不妨向遥远的未来设想一下，258个世纪以后，现在的北极星会再度成为北天极的标志，天象也会大致恢复为现在的样子，但天象依旧，人世间却不知要经历多少兴亡。
到那时，且不说“海湾战争”、“中东局势”这些名词是否还在被人们口头传说着，就是美国、英国、中国、俄罗斯也不知还存在着谁。
正如26000年以前，天象虽然也与现在相同，但是那个时候还没有国家的概念，氏族部落还在狩猎纺织，地球正在孕育着文明。
也许26000年后的某一天，一位孤独的旅行者漫步在古老的黄河岸边，抬头仰望一下北极星清冷的光辉，偶然拾起一片21世纪建筑所留下的花岗岩装饰，拂去上面的尘土，听着黄河的水声，陷入深沉的思考……星移斗转，世事如烟，古人不见今时月，今月曾经照古人，21世纪的往事，已经被写入那时的远古史，学者们也会皓首穷经地破译着我们所遗留下的有限资料。
两万多年这个时间对于人来说已经是难以接受的漫长，但对于宇宙来说不过是弹指一挥间！好了，抒发完感慨，我们言归正传。
岁差还对时间的计量产生明显影响。
大家知道，我们现在所说的“年”的概念是地球绕太阳公转一周的时间，反映在太阳的周年视运动上就是太阳两次通过黄道与赤道的升交点（春分点）的时间间隔，这种计年方法在天文学上称为回归年，长度是365.2422天，由于岁差的影响，春分点每年沿黄道向西退行50角秒，而太阳在黄道上的视运动方向与岁差方向相反，所以太阳两次过春分点的时间间隔比两次过同一颗恒星的间隔稍短一些，这也正是岁差这个名称的由来。
后者的时间间隔是365.2564天，称为恒星年，这才是地球实际公转的平均周期。
我国是在四世纪晋朝时期通过对太阳运行的测量发现岁差现象的。
古人虽然发现了岁差现象，但是难以解释其中的原因，直到伟大的科学家牛顿发现了万有引力现象，才第一个用科学的理论解释了岁差的原因，并且从理论上预言了地球的其他复杂运动。
长期以来，人们对天文现象的解释基本上是基于观测基础上用几何学方法进行分析，牛顿把力学引入天文学后，对天文学带来一场真正的革命。
我们已经知道了地球最基本最明显的三种运动：公转、自转、岁差，但是地球做为宇宙空间内的一个具有质量的天体，根据万有引力定律，地球要时刻受到其他天体引力的影响，同时地球的内部结构、潮汐、大气环流等也对地球运动产生微弱影响，所以地球的运动非常复杂。
例如地球的公转并非简单的匀速圆周运动，而是在椭圆轨道上围绕太阳这个焦点运动，根据开普勒行星运动定律，地球在相同的时间内其日心向径（从日心向地心引的一条直线）所扫过的面积相等，那么在地球接近太阳时，其公转速度必然加快，相反，地球远离太阳时，公转速度就会变慢，这就是地球公转速度的不均匀性，牛顿运用引力原理成功证明了开普勒行星运动定律。
在现代精密测量下发现，地球的自转也不是非常均匀的，而是随季节变化有微小的变化。
地球的自转速度受月球引起的潮汐摩擦和内部物质粘滞性的影响，正在逐渐变慢。
我们前面所讨论的岁差是由太阳和月亮引力引起的，称为日月岁差，地球同时还受其他大行星引力的影响，表现为行星岁差。
下面我们再简单介绍一下地球的另外两种运动——章动（nutation）和极移（polar motion）。
章动是与岁差相伴相随的，18世纪时天文学家发现地轴在进动的同时，还在做微小的周期性摆动，其周期为18.6年，表现为在天球上天极绕黄极圆周运动的同时，天极的轨迹呈微小的摆动，岁差与章动相结合，天极的轨迹便出现一条波状曲线，这主要是由月亮引起的（见图3）。
1765年，大数学家欧拉用力学方法预言了地球瞬时自转轴会在地球本体内移动的现象，这个预言100多年以后被精密的纬度观测所验证。
地球自转轴的这种运动称为极移，其圆周摆动范围非常微小，不超过0.4角秒，而且呈现14个月的周期和周年周期这两种周期性，这主要是由地球的非刚体性质和大气阻力造成的。
为了给人们提供精确的地理纬度数值，极移现象发现后很快成立了国际纬度服务机构，专门从事极移的测量与预报。
本文所介绍的知识多是你在中学所没有接触过的，而且在日常生活中也是难以体验到的，也许你会感到惊奇，同时也感到费解，那么我们梳理总结一下，就清晰多了。
首先，地球的运动分两大类：公转和自转，公转的复杂性表现在公转轨道的非圆周形式与公转速度的非均匀性。
