转轴倾角的测量

从地球表面观察和测量黄赤交角(ε)是天文学上很重要的知识和技能。观察太阳在天球上随着季节变化的位置，可以快速的掌握他的数值。测量在一年之中白天最长和最短的这两天正午太阳的高度差，这个差值是黄赤交角的两倍，在西元前1,000年的中国天文学家就是这样确定黄赤交角的。 太阳一年当中在天球上最北和最南的赤纬就相等于转轴倾角的角度。在一年当中，地球的转轴朝向太阳的那一天也是白天最长的一天，太阳的赤经是+ 23° 26’。一位在赤道上的观测者，在全年的观测中，当三月 (春分) 看见太阳在正午越过头顶的正上方，然后会发现每天正午的太阳逐渐向北移动，直到6月 (夏至) 离开天顶的角度达到ε度，在9月 (秋分) 太阳又再回到头顶的正上方，然后在12月 (冬至)又距离天顶ε度。
又例如：在纬度50°的观测者 (无论南纬或北纬)，在一年当中白天最长的那一天测得太阳在正午的高度是63° 26’，但在白天最短的那一天正午测得的高度只有16° 34’，两者的差是2ε = 46° 52’，所以ε = 23° 26’。
从算式可以得到距离地平的高度角： (90° - 50°) + 23.4394° = 63.4394° (90° - 50°) - 23.4394° = 16.5606°
在赤道上，算式将被写成 90° + 23.4394° = 113.4394° 和90° - 23.4394° = 66.5606° (永远从正南方的地平线计算高度。).