看到一颗星，你要抬多高的头？
把抽象的“高度角”，变成你站在地上抬头的动作。
平视远处的地平线，然后慢慢抬头，直到看见头顶。星星的“高度”就是这段抬头的角度，不是它离地球有多远。换个地点或等一会儿，同一颗星的位置也会变。
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先猜一下
天文学说一颗星“高度 30°”，是在说它离地面 30 千米吗？
查看答案与解释
是抬头的角度 — 它表示从地平线向上抬头 30°，不表示实际距离。
再把体验和科学连起来
先站稳：找地平线
水平线是高度角 0°。上方为正、下方为负；负高度表示几何位置在地平线下。
h = 0°：地平线
给星星一个天球地址
赤纬是相对天赤道的角度，纬度则决定你的天顶朝向。
φ：你的纬度；δ：星的赤纬
让地球转起来
拖动时角 H：0° 表示上中天，正值表示向西越过子午线。
H = 地方恒星时 − 赤经
把天球投影到你的天空
将恒星方向投影到天顶方向，再取反正弦，就得到高度。下图是高度随时角的曲线。
sin h = sin φ sin δ + cos φ cos δ cos H
把计算链展开
H = θ地方 − α u = sin φ sin δ + cos φ cos δ cos H h = asin(u)
α若以小时给出，先乘15换成度。u是朝天顶方向的单位分量；反正弦把它还原成高度角。
试一试
把纬度改成 70°、赤纬改成 60°，转满一圈。这颗星还会落下吗？
动手看一遍 →
符号不用背
- φ
- 地理纬度，北正南负
- δ
- 赤纬，天赤道以北为正
- H
- 地方时角，向西为正，单位为度
- h
- 几何高度角，地平线上为正
算法、精度与适用范围
本课只演示赤道坐标到地平坐标的高度分量，式 (13.6)，不计算方位角。不含大气折射、地形遮挡和地心视差。AA+ Equatorial2Horizontal 的时角参数用小时，对照时需除以 15。
我的理解检查
星在头顶时，你相对地平线抬头多少？
90° — 地平线到头顶是四分之一圈，即 90°。
星在地平线下，你朝地下看能看到它吗？
不能，地球挡住了 — 地平线下表示方向被地球遮挡，虚线不是地底真的有星星。
换到不同纬度，同一颗星可能显得更高或更低吗？
可能 — 地点变了，你的地平线与天顶方向也变了。
高度角就是“要抬多高的头”。它说方向，不说距离。
Jean Meeus · Astronomical Algorithms, 2nd ed. · 第 13 章