为何正北方的北极星，需要抬头寻找？

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北极星在正北方向，为什么我们看北极星不在地平线上，而是有一个仰角。
其实人只要站在赤道位置，看到的北极星就是在地平线上。仰角只有零度，也可能是看不到的。极端情况，如果观测者站在北极点上，看到的北极星就在头顶，仰角90度。
产生这种差异的原因是地球表面的弧度。

观测者不管是站在赤道附近，还是站在北京附近，或者是站在北极点附近，自我感觉，地面都是平的。其实观测者所在的地平面，是地球表面弧度的切面。这个切面与穿过南北两极的地轴，存在一个夹角。
北极星，位于地球自转轴向北的延长线上。只有地平面与地轴平行时，才能看到北极星处于地平线上。其它位置，都看到北极星在高处。还是画张示意图来说明一下。

下方的圆球就代表地球，在地球上标出了赤道线，标记了四个有代表性的纬度值，画出了人站在赤道、北京、北极感受到的地平面。
地球的上方是北，但并未画出北极星，为什么？因为北极星距离地球太远，远到什么程度呢？远到我们不论站在地球的任何位置，甚至把地球平移出3亿5亿公里，看到的北极星，也是在同一个方位。这和我们夜晚出门，感觉月亮跟着我们走，道理是一样的。

亮度不及北斗星的勾陈一，就是北极星。我们不管在太阳系的任何位置，甚至太阳系再绕银河系中心走过数亿年。也感觉不出这些恒星的位置变化。这些遥远恒星就是我们在星空宇宙中定位的基准。
我们观测北极星的这个仰角，有一个很直接很实用的用途。只要抬头看着北极星，测量一下北极星的仰角，就知道我们所处位置的纬度。不必计算，直接就是同一数值。北京处于北纬40度的位置，在北京看北极星的仰角，就是40度。——这一规律只适用于北半球，南半球看不到北极星。
地轴正南正北的概念，我们在观测星空时也需要注意。由于地球自转，我们看到的日月星辰，都是东升西落。那是不是我们观测星空时，只要由东向西转动望远镜，就能一直看到一颗星呢？
不是这样，多数地方用望远镜观星，跟踪时都必须在东西方向和上下方向两个坐标轴上调节，才能跟上一颗星的视位置变化。肉眼也能看出，日月星辰，都是由东向西移动的同时，还有上升下降的移动。
聪明的地球人，在观测跟踪星空过程中，发明了赤道仪这种设备。赤道仪模拟的是赤道地平面的观测位置，只需由东向西转动，就能追踪天体。道理简单，做法也不复杂。把赤道仪的基准转轴，调整为与地轴平行，就实现了模拟在赤道地平面上观测的效果。