Sin entrar en los detalles que constituyen materia de los tratados de cosmografía, se exponen algunos puntos esenciales sobre el movimiento aparente de la esfera celeste. El eje de la Tierra, prolongado en ambos extremos al infinito, encuentra a la esfera celeste en dos puntos antagónicos, los polos, correspondiendo respectivamente el polo norte y el polo sur celestes a las prolongaciones de los extremos homónimos del eje terrestre.
El eje del mundo forma con el horizonte un ángulo igual a la latitud del lugar. En el ecuador, el eje del mundo está contenido en el plano del horizonte, formando con este último un ángulo nulo. En una latitud intermedia, el eje del mundo corta el plano del horizonte en sentido oblicuo. En tal caso, el polo celeste correspondiente se presenta elevado sobre el horizonte un ángulo igual a la latitud local.
El observador polar ve las estrellas girar horizontalmente; el ecuatorial, en planos verticales, y en latitudes intermedias, los planos de rotación son oblicuos respecto del horizonte.
La latitud de un lugar se indica, generalmente, con la letra griega φ (phi).
Estos desplazamientos son de conjunto y de igual medida para todas las estrellas. El trayecto que cada estrella recorre en el campo del telescopio es proporcional al coseno de su declinación.
El sistema de coordenadas celestes es análogo al que se utiliza para determinar la posición de un punto sobre la Tierra: a la ascensión recta corresponde la longitud, a la declinación la latitud, y al origen de las ascensiones rectas un punto convencional equivalente al meridiano de Greenwich.
Interesa conocer la posición que un objeto celeste tiene respecto del meridiano local, es decir, su visibilidad y localización en el horizonte. Además de su ascensión recta y declinación, es necesario conocer el valor del ángulo diedro que, en ese momento, forma el plano meridiano que pasa por la estrella con el meridiano del lugar.
Este valor se denomina ángulo horario del astro. Para su determinación se utiliza la hora sidérea local, que se representa con la letra griega θ (theta). El ángulo horario (AH) se obtiene restando la ascensión recta (AR) del astro a la hora sidérea: AH = θ − AR. Si la hora sidérea es mayor que la ascensión recta, el ángulo horario es positivo y se mide hacia el oeste; en caso contrario, es negativo y se mide hacia el este.
La hora sidérea adelanta aproximadamente 3 minutos y 56 segundos por día respecto al tiempo solar medio.
Partiendo de esta diferencia y considerando la longitud geográfica, se calcula la hora sidérea local en cualquier instante, corrigiendo si el lugar está al este o al oeste del meridiano de referencia del huso horario oficial. Esta corrección se aplica también al convertir tiempo solar medio en tiempo sidéreo.
Una montura horizontal o azimutal puede transformarse en dispositivo astrográfico adaptando al ocular un retículo iluminado y una cámara fotográfica de corta distancia focal. Un telescopio pequeño, de seis o más centímetros de abertura, provisto de movimientos helicoidales y ejes flexibles, puede constituir un dispositivo astrográfico básico.
La exposición prolongada con estos dispositivos puede resultar incómoda y los resultados obtenidos suelen ser pobres. Para obtener mejores resultados, se emplean monturas ecuatoriales, diseñadas para compensar el movimiento aparente de la esfera celeste mediante la rotación sincronizada de un eje paralelo al de la Tierra.
Estos dispositivos constan de dos ejes: el eje polar u horario, paralelo al eje terrestre, y el eje de declinación, perpendicular al primero. El movimiento del eje horario puede realizarse manualmente o mediante mecanismos automáticos de relojería, que incluyen sistemas a pesas, resortes, motores eléctricos o electromagnetos controlados por péndulo.
En la fotografía astronómica, la precisión y estabilidad son fundamentales. La experiencia demuestra que no conviene utilizar equipos rudimentarios. Los resultados suelen ser deficientes o apenas aceptables, y el costo en tiempo y esfuerzo no justifica su uso.
Una montura ecuatorial simple, adecuada para trabajos básicos, permite orientar el eje polar en la dirección norte-sur. El eje de declinación permite apuntar hacia cualquier coordenada celeste mediante discos graduados que indican la declinación y el ángulo horario.
El ocular del anteojo guía puede incluir un retículo iluminado para facilitar el seguimiento del astro durante la exposición. El control del movimiento del eje polar permite mantener centrado el objeto en el campo visual. Para exposiciones prolongadas, es recomendable incorporar un sistema de seguimiento automático que alivie el esfuerzo manual y mejore la estabilidad del seguimiento astronómico.