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赤道坐標系統 大概是使用得最廣泛的天球坐標系統，他的元素是:
- 赤緯 (δ)
- 赤經 (α) –也記為RA-, 或時角 (H) -也記為HA-
他與地理坐標系統非常相似，因為兩者使用相同的基準平面和相同的極點。地球的赤道在天球上的投影就稱為天球赤道，相同的，地理極點在天球上的投影就是天極。
他有兩種變化：
- 時角系統像地理座標系統一樣，被固定在地球的表面上。
- 赤經系統被固定於恆星上(實際上並非如此，請參考歲差和章動)。
因此，在經過一夜或數個夜晚，就能看出來星星在天空中的位置移動了，當然，這並非恆星在天球上的運動，只是地球運動造成的。因為歲差漢章動的影響，在相當長的時間間隔下所做的觀測，就必須註明所使用的特殊曆元，為行星、恆星、星系等等的位置做記錄。現在使用的曆元是J2000.0分點，稍早期使用的是B1950.0分點。
左：恆星 中天，就是位於觀測者所在地的子午線上，時角為0(HA = 0 h)，赤經等於恆星時(RA = LST)。 右： 當春分點通過子午線(m)時，LST = 0 h。(赤經的角度以 逆時針方向為正值，時角和恆星時以 順時針方向為正值。)
赤道坐標系統中與緯度相似的值是赤緯(縮寫為Dec.)，是天體在天球赤道上方或下方的角度。與經度對應的是赤經(縮寫為RA)，是與春分點的角度距離，不同於經度的是赤經以時、分、秒為單位，而非度、分、秒。因為地球的運動造成赤道座標系統的視運動，就會造成恆星時和時角的相對變化。將天球運轉一週的時間定為24小時，所以每小時天球會轉動15度(360º / 24h = 15)。
赤道坐標系統也是赤道儀上很普通的設備，也就是定位圈。定位圈與星圖或星曆表上的位置結合，可以讓赤道儀很容易的指向已知天體在天球上的位置。
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