Η ανάγκη επικοινωνίας των ανθρώπων από διαφορετικές περιοχές οδήγησε στο να θεσμοθετηθούν ζώνες ώρας. Κοινό σημείο αναφοράς ορίστηκε ο πρώτος μεσημβρινός που περνά από το το Βασιλικό Αστεροσκοπείο του Γκρίνουιτς στο Λονδίνο. Οι ζώνες ώρας είναι 24 στο σύνολο, με 15° εύρος η καθεμία. Η ώρα της ζώνης κάθε κράτους ορίζεται σε σχέση με τη "βασική ώρα" ή Μεσημβρινή Ώρα Γκρίνουιτς (GMT) η οποία με τη σειρά της ορίζεται από τη μεσημβρινή (φαινομενική) διάβαση του δίσκου του Ηλίου από τον πρώτο μεσημβρινό. Η παρακολούθηση της φαινόμενης διάβασης του Ήλιου γίνεται δια συστημάτων συντεταγμένων. Το κάθε σύστημα συνήθως παίρνει το όνομα του από τον έναν εκ των βασικών κύκλων που χρησιμοποιεί ή από κάποιο άλλο ιδιαίτερο χαρακτηριστικό του. Έτσι υπάρχουν:
Σύστημα Οριζόντιων (Τοπικών) Συντεταγμένων / Horizontal Coordinate System : Altitude & Azimuth
Πηγή el.wikipedia.org/wiki/Οριζόντιες_συντεταγμένες / timeanddate.com/astronomy/horizontal-coordinate-system / grmath4.phpnet.us/astronomia/
Βασικός κύκλος του συστήματος είναι ο Μαθηματικός ή Ουράνιος ορίζοντας (celestial horizon)
δηλ. το κάθετο, προς την κατακόρυφο του παρατηρητή, επίπεδο που διέρχεται από το κέντρο της Γης, (και κατ΄ επέκταση της ουράνιας σφαίρας) και εκτεινόμενο τέμνει την ουράνια σφαίρα σε νοητή περιφέρεια κύκλου.
Τα τέσσερα σημεία του αληθή ορίζοντα (Β, Ν, Α, Δ / N, S, E, W) απέχουν από το Ζενίθ (Zenith) του παρατηρητή "γωνιακή απόσταση" ίση με 90°.
Στοιχεία του συστήματος είναι το αληθές ύψος (Altitude) και το αληθές αζιμούθ (Azimuth),
τα οποία είναι και οι μοναδικές συντεταγμένες που είναι δυνατόν να παρατηρηθούν αλλά και να μετρηθούν, το μεν πρώτο με τον εξάντα, το δε δεύτερο με την διόπτρα.
1. Το ύψος (Altitude / a) ενός ✰ είναι το τόξο του κάθετου, από τον μαθηματικό ορίζοντα, κύκλου μέχρι το ✰.
Μετριέται από 0° έως 90° και είναι θετικό (+) για κάθε ✰ άνω του ορίζοντα και αρνητικό (-) για κάθε ✰ κάτωθεν του ορίζοντα.
Το συμπλήρωμα του ύψους (Altitude / a) ονομάζεται Ζενιθιακή απόσταση (Zenith distance / Z). Έτσι προκύπτει ότι
Z = 90° - a καθώς και a = 90° - Ζ.
2. Το αζιμούθιο (Azimuth / Α) ενός ✰ είναι το τόξο του ορίζοντα από το Βορρά μέχρι τον κάθετο κύκλο του ✰.
Μετριέται είτε ολοκυκλικά (από 0° έως 360°), είτε ημικυκλικά (από 0° έως 180°) και ανάλογα με τον άνω Πόλο του παρατηρητή από Βορρά προς Ανατολή ή από Νότο προς Δύση.
Η εύρεση των τεσσάρων σημείων (Β, Ν, Α, Δ / N, S, E, W) του ουράνιου ορίζοντα (celestial horizon) στο βόρειο ημισφαίριο γίνεται δια του εντοπισμού του Πολικού Αστέρα (Polaris) ή α της Μικρής Άρκτου (Ursa Minor), διότι είναι ο αστέρας που, κατά τους τελευταίους αιώνες, βρίσκεται κοντινότερα στο Βόρειο Ουράνιο Πόλο (NCP), 0,66° (40'), που είναι το σημείο που προκύπτει από την τομή, της προς Βορρά, προέκτασης του νοητού άξονα περιστροφής (spin axis) της Γης με την ουράνια σφαίρα (celestial sphere).
Ο δεύτερος βασικός κύκλος του συστήματος είναι εκείνος που περνάει από το Ζενίθ (Zenith), το Βόρειο Ουράνιο Πόλο (NCP) και το Ναδίρ (Nadir), και ονομάζεται τοπικός ουράνιος μεσημβρινός (LCM - local celestial meridian or principal vertical). Τα σημεία στα οποία ο ορίζοντας τέμνεται από τον τοπικό ουράνιο μεσημβρινό ορίζουν το Βορρά (Β / N) και τον Νότο (Ν / S). Τα ενδιάμεσα στο Βορρά και Νότο σημεία είναι τα σημεία της Ανατολής (Α / E) και της Δύσης (Δ / W) και ο κύκλος που περνάει από Ανατολή, Ζενίθ και Δύση ονομάζεται πρώτος κάθετος κύκλος (prime vertical circle).
Σημειώνεται ότι το ύψος (Altitude / a) του Βόρειου Ουράνιου Πόλου (NCP) είναι πάντοτε ίσο με το γεωγραφικό πλάτος (latitude) που βρίσκεται ο παρατηρητής (βλ star-www.st-and.ac.uk/webnotes/ch.3) και ότι εξαιτίας της μετάπτωσης των ισημεριών (precession of the equinoxes) η απόσταση του από τον Πολικό Αστέρα μεταβάλλεται κατά ≈ 0,831' κατ' έτος. Τούτο συνεπάγεται ότι η απόσταση τους θα μειώνεται μέχρι το 2100 μ.Χ., οπότε θα φθάσει στην ελάχιστη απόσταση ≈ 0,44° (26,5') και στη συνέχεια θα αρχίσει να αυξάνεται μέχρι να διανύσει, έπειτα από χιλιετηρίδες, ένα μεγάλο μέρος της τροχιά των 360°ώστε να επανέλθει και πάλι πλησίον του Πολικού Αστέρα.
II.2. Οι ισημερινές συντεταγμένες (HA-decl), με βασικό κύκλο τον ουράνιο ισημερινό κάνοντας χρήση της ωριαίας γωνίας.
II.3. Οι ουρανογραφικές συντεταγμένες (RA-decl), με βασικό κύκλο επίσης τον ουράνιο ισημερινό. Διαφοροποιούνται από τις ισημερινές συντεταγμένες στο ότι κάνουν χρήση της ορθής αναφοράς στη θέση της ωριαίας γωνίας.
II.4. Οι εκλειπτικές συντεταγμένες (Ecliptic coordinates), με βασικό κύκλο την εκλειπτική, χρήσιμες σε αντικείμενα του ηλιακού συστήματος.
II.5. Οι γαλαξιακές συντεταγμένες (Galactic coordinates) με βασικό κύκλο αυτόν που ορίζεται από το Γαλαξιακό επίπεδο, χρήσιμες στην περιγραφή των θέσεων απομακρυσμένων αντικειμένων.
