歲差和章動 在外力的作用下，地球自轉軸在空間並不保持固定的方向，而是不斷髮生變化。地軸的長期運動稱為歲差，而其週期運動則稱為章動。歲差和章動引起天極和春分點在天球上的運動，對恆星的位置有所影響。 公元前二世紀古希臘天文學家喜帕恰斯是歲差現象的最早發現者。公元四世紀，中國晉代天文學家虞喜根據對冬至日恆星的中天觀測，獨立地發現歲差並定出冬至點每50年後退一度。牛頓是第一個指出產生歲差的原因是太陽和月球對地球赤道隆起部分的吸引。在太陽和月球的引力作用下，地球自轉軸繞著黃道面的垂直軸旋轉，在空間繪出一個圓錐面，繞行一週約需26,000年。 在天球上天極繞黃極描繪出一個半徑約為23.5°(黃赤交角)的小圓，即春分點每26,000年旋轉一週。這種由太陽和月球引起的地軸的長期運動稱為日月歲差。德國天文學家貝塞耳首次算出日月歲差為5,035".05(曆元1755.0)，今值為5,029".0966(曆元2000.0)。 英國天文學家不拉德雷在1748年分析了1727－1747年的恆星位置的觀測資料後，發現了章動。月球軌道面(白道面)位置的變化是引起章動的主要原因。白道的升交點沿黃道向西運動，約18.6年繞行一週，因而月球對地球的引力作用也有同一週期的變化。在天球上表現為天極(真天極)在繞黃極運動的同時，還圍繞其平均位置(平天極)作週期18.6年的運動。同樣，太陽對地球的引力也具有周期性變化，並引起相應週期的章動。歲差和章動的共同影響使得真天極繞著黃極在天球上描繪出一條波狀曲線。 除了太陽和月球的引力外，地球還受到太陽系內其他行星的吸引，從而引起黃道面位置的不斷變化，這不僅使黃赤交角改變，還使春分點沿赤道產生一個微小的位移(其方向與日月歲差相反)，春分點的這種位移稱為行星歲差。行星歲差使春分點沿赤道每年東進約0".13。