行星除了繞日公轉，還有本身的自轉，以地球為例，所觀察到的所有天文現象，都是由於地球的自轉和公轉引起的，由於地球自轉所觀察到的現象叫做“週日視運動”，地球自轉看起來就像是整個天球都在轉，天球的旋轉中心在北天極，就是北極星附近，北天極實際上就是地球北極在天球上的投影，由於相對運動，所以看起來天空中所有的恆星都是圍繞著這個北天極在旋轉的。

由於公轉所觀察到的現象叫做“週年視運動”，最直接的影響就是一年四季的變化，具體現象就是黃道的發現，古人發現太陽在恆星天上的這個位置，每天都會出現一些細微的差距，大約就365天左右才會回到原來的位置，這就是一年。

第一種（恆星週期），就是通過太陽在恆星天上行走一圈的週期。

第二種（立竿見影），夏天正午的太陽升得最高，冬天正午的太陽相對比較低，高低就是仰角，正午12點抬頭看太陽的角度就是仰角。

古人在地上豎直立一支竹竿，太陽越高，竹竿的影子越短，太陽越低，竹竿的影子就越長，古人就把正午時分竹竿影子最短的這一天，也就是太陽最高的一天，叫做“夏至”，就是夏天來了。影子最長的那一天，就叫做“冬至”。古人就是把連續兩次太陽到達最高的時候或者最低的時候，這個週期也叫做“一年”，因為這個週期恰好也是365天左右

第一種（恆星週期）定義的年，通過太陽在恆星天上的位置變化來定義的年，本質是地球的公轉，地球這個地球每公轉一點，在地球上所看到的太陽在恆星天上的投影，它的位置就會變化一點，地球不停地公轉，看起來就像是太陽在恆星天上移動，當地球公轉一圈的時候，這個週期叫做“一恆星年”，大概是365.25636天。

而第二種（立竿見影）定義的年，本質是地球在水平方向上繞日公轉，因為運動是相對的，假設太陽圍繞地球轉一圈，這就是一個“迴歸年”，這個軌道叫做“黃道”，這個軌道所在的平面就是“黃道面”，傾斜的面叫做“赤道面”，通過太陽高度定義的年，實際上就是由於地球的自轉軸不是正好垂直於“黃道面”的，而是有一個傾斜的角度（66︒33＇）的，所以地球的赤道面和黃道面，實際上是存在一個夾角的，這叫就是“黃赤交角”，角度是23︒27＇。

正因為存在這個交角，才會存在四季的變化，這是四季形成的最根本的原因，當太陽直射北迴歸線，就意味著北半球接收到的太陽輻射就會更多，因為大氣對於太陽輻射的折射和散射就會變少了，所以此時的北半球就是夏天。南半球就是冬天，恰好直射北迴歸線這一天，這就是北半球的夏至日，看到的太陽就最高。當太陽直射南迴歸線時，這就是冬至日，所以看到的太陽就最低。

通過這個立竿見影來制定的一年，也就是太陽連續兩次直射北迴歸線或者是直射南迴歸線的這個週期，這種週期定義的一年叫做“一回歸年”，大概是365.2422，相比“一恆星年”（365.25636天），恆星年和迴歸年每年相差了大概1224秒，就是迴歸年比恆星年短了20分鐘24秒，這個現象在天文學上叫做“歲差”，一年差20分鐘左右，不要小看這麼微弱的差別，但是在很早之前，人們就已經發現這個歲差的存在了。

中國的古人也很早就發現了這個現象，並且我古人很聰明的，恆星年就叫做“年”，而回歸年就叫做“歲”，最早就是通過立一根杆子叫做“圭表”，每年影子最長的時候“冬至日”對吧，到下一次的“冬至日”，叫做“一歲”，一歲嚴格來說就是經歷了一回歸年。

“圭表”

根據上述“迴歸年”太陽圍繞地球旋轉，水平的面是“黃道面”，傾斜的面是“赤道面”黃道與赤道相交於兩點，分別就是春分、秋分，所謂的“迴歸年”其實就是指太陽再次回到黃道上定點的時間，比如從春分點開始計算，到下一次春分為時間就是一個迴歸年。

同樣是一圈的週期，為什麼卻短了1224秒？

唯一的原因就是這個春分點提前了，意思是太陽還沒有圍繞到一圈，就已經到了春分點了，因為春分點它向前移動了，這就是形成“歲差”的直接原因。

春分點為什麼會向前移動呢？

其實不只是春分點，如把春分點定為0度，秋分點定為180度，這時所有的點都向前移了一點，所以古人把歲差叫做“分點歲差”，這個分點和太陽的運動剛好是相反的，把春分點和秋分點連成一條線，這條線它也是在輕微地轉動的，這說明了地球的赤道面在旋轉，或者說地球的赤道面的法線在旋轉，也就是地軸在旋轉。

紅柱是地軸（地軸也會轉動）

舉例說明：

地球地軸的旋轉就像一個陀螺一樣。

地軸旋轉的週期，也就是說地軸旋轉一圈的週期是是25786年，這就是歲差的週期。地軸的轉動在物理上叫做“進動”，所以造成歲差的根本原因就是因為這個地軸的進動。

因為自轉軸和對稱軸它存在一個夾角，所以存在扭矩，如果地球是豎直轉動的，它就不會這個出現進動現象，但是旋轉軸稍稍的傾斜一點，地球整體就會出現進動現象。其實不僅是自轉軸的進動，地球的公轉軌道也存在進動，叫做“近日點進動”，地球環繞太陽旋轉的橢圓軌道，會整體有一點點移動。

地球相對於月球和太陽的位置有周期性的變化，地球所受到的來自月球和太陽的潮汐力作用，也會有相同週期的變化，使得地球自轉軸的旋轉會出現緩慢移動外，疊加上各種週期的幅度振動，一個小範圍的波動叫做“章動”。

“進動”與“章動”會造成天極位置影響

進動、章動最直接的影響就是天極的變化，地球的自轉軸在旋轉，南北天極實際上也是在跟著出現位置變化，也就是說現在我們每年看到的北天極，它都不是去年的北天極了，而是每過 25786年才會又回到原來天極的原點。

從17世紀末開始，近代天文學得到了快速發展，附著科學水平與技術的提高，漸漸地解決了一些古人留下來的未解之謎。開普勒定律和萬有引力定律出現之後，解決了測量地球的品質，以及如何測量天體之間的距離等一些難題，在未來還有很多有待用科學來解決的問題。