Esistono diverse branche dell’astronomia, una delle quali si occupa principalmente dell’analisi dei moti e delle posizioni degli oggetti celesti. Questo ramo, chiamato astrometria, comporta anche la misurazione di altre grandezze, come il diametro dei pianeti, e la valutazione delle orbite dei componenti delle stelle doppie. Le quattro classi di astrometria sono l’astrometria di piccolo campo, l’astrometria semiglobale, l’astrometria terrestre e l’astrometria spaziale. L’astrometria viene anche chiamata astronomia posizionale per il suo ruolo principale nell’esame delle posizioni delle stelle. È considerato uno dei rami più antichi dell’astronomia.
Nell’antichità una delle grandezze determinate in astronomia era l’altitudine degli oggetti celesti utilizzando strumenti come il quadrante, il bastone di Giacobbe e lo gnomone. Questi strumenti, tuttavia, non sono stati considerati abbastanza buoni per ottenere misurazioni accurate. Con l’invenzione di strumenti più sofisticati come il telescopio, l’orologio a pendolo e il micrometro nel XVII secolo, le misurazioni divennero sempre più accurate. Nel 17° secolo, gli astronomi scoprirono che le stelle hanno un proprio movimento, che era stato chiamato moto proprio. Da allora, la determinazione delle posizioni delle stelle e la misurazione delle parallasse stellari, o differenze nella posizione apparente di una stella vista da due punti diversi, causate dal movimento della Terra intorno al Sole, divennero due importanti obiettivi in astronomia.
Due coordinate possono dare la posizione di un corpo celeste, solitamente designata come declinazione e ascensione retta. Inoltre, la posizione delle stelle può essere determinata utilizzando due metodi: metodo assoluto e metodo differenziale. Il metodo assoluto può essere eseguito leggendo l’altitudine di una stella sul cerchio di transito e cronometrando il suo transito in modo da misurare le coordinate della stella indipendentemente da quelle di altre stelle. Nel frattempo, il metodo differenziale può essere eseguito confrontando la posizione di una stella con quelle di altre stelle, che sono chiamate stelle fondamentali. Per le osservazioni differenziali, il metodo maggiormente utilizzato è il metodo fotografico, in cui una stella di cui si sta misurando la posizione viene fotografata con stelle fondamentali, con misurazioni effettuate sulla lastra fotografica stessa.
Non importa quanto grandi possano essere questi metodi, tuttavia, la revisione periodica dei cataloghi fondamentali è importante semplicemente perché tutti gli oggetti celesti sono costantemente in movimento. Inoltre, l’instaurazione di parallasse può essere calcolata solo a una distanza di circa 3,000 anni luce. Oltre tale distanza, gli astronomi possono solo stimare i movimenti e le distanze dei corpi celesti secondo varie ipotesi astrofisiche. Per stabilire le posizioni di oggetti celesti molto distanti, gli astronomi utilizzano strumenti come radio e interferometro. L’uso di satelliti astrometrici, come quello lanciato nel 1989 chiamato Hipparchos, è importante anche nel campo dell’astrometria.