A teoria geocêntrica do astrônomo grego Ptolomeu acreditava que o céu era composto por camadas de esferas celestes, com as estrelas fixadas na esfera mais externa.
O céu é realmente esférico? " Por que as pessoas se sentem tão semelhantes? Na verdade, esta é uma ilusão, a razão para essa ilusão é que as estrelas estão muito distantes, não podemos julgar qual estrela está próxima e qual estrela está longe, de modo que nosso senso de distância cognitiva é perdido, erroneamente pensando que cada estrela está à mesma distância de nós, portanto, vemos o céu como uma esfera.
Embora a sensação de "esfera celeste" seja causada por ilusão, na observação astronômica, podemos usar o conceito de "esfera celeste" para marcar a de um corpo celeste no céu. A esfera celeste em observação astronômica é uma esfera gigante imaginada com o observador como o centro e o raio do infinito como o raio. Uma vez que a esfera é infinita, então não precisamos nos preocupar com qual estrela está longe de nós e qual estrela está próxima de nós, mas considerá - las como um corpo celeste infinito. Então, tudo o que temos que fazer é desenhar as coordenadas da grade na esfera celeste.
Para registrar a e as mudanças dos corpos celestes através da latitude e da longitude Quando os astrônomos observam através de um telescópio, esses números de coordenadas podem ser usados para identificar corpos celestes com precisão.
A fim de representar a esfera celeste, as pessoas também fizeram o instrumento de esfera celeste. O Hungxiang da dinastia Han na China e a esfera de Farnese da Roma Ocidental são os primeiros representantes do instrumento de esfera celeste. O celestial é mais ou menos semelhante ao globo, e também tem os pólos norte e sul e o equador. Mas a terra é real, e a esfera celeste é uma esfera imaginária. O globo celeste não é mais o rio e as montanhas no solo, mas o sol, a lua e as estrelas no céu. Em comparação com o globo, as coordenadas no globo celeste são muito mais complexas. Além do sistema de coordenadas equatorial comum, há o sistema de coordenadas eclípticas estabelecido de acordo com o plano orbital do Sol, o sistema de coordenadas galácticas estabelecido de acordo com o disco da Via Láctea, o sistema de coordenadas horizontais estabelecido de acordo com o horizonte do local de observação, etc., eles podem ser usados para registrar a de vários corpos celestes.
O astroscópio tridimensional é projetado com o ângulo de um observador fora da esfera celeste, portanto, é exatamente o oposto da orientação vista na Terra, e não é conveniente para usar. Mais comumente usado é um mapa de estrelas bidimensional projetado. O mapa astronômico gravado em pedra da dinastia Song do Sul, localizado em Suzhou, foi desenhado dessa maneira.