L’angolo di elevazione è la misura dell’angolo formato dal piano orizzontale in cui si trova un osservatore e un oggetto al di sopra del piano orizzontale. L’osservatore si trova al vertice dell’angolo. L’intersezione dei raggi dell’angolo con la linea verticale dall’oggetto al piano orizzontale forma un triangolo rettangolo. Esistono diversi modi per determinare questo angolo, data un’altezza e una distanza note, e dispositivi come i sestanti possono essere utilizzati per misurare l’angolo. Dato un noto angolo di elevazione, è possibile determinare l’altezza e la distanza dell’oggetto osservato.
Se l’osservatore si trova direttamente sotto l’oggetto di cui viene misurato l’angolo di elevazione, l’angolo è di 90 gradi. Un oggetto sullo stesso piano orizzontale dell’osservatore ha un’elevazione di zero gradi. La misura dell’angolo di elevazione può cadere ovunque tra questi due valori.
Sebbene il sestante sia lo strumento tradizionalmente utilizzato per misurare l’angolo di elevazione degli oggetti celesti per scopi di navigazione, può essere utilizzato per determinare l’angolo di elevazione di qualsiasi oggetto. Per usare un sestante, l’osservatore tiene lo strumento su un occhio e lo punta verso l’oggetto elevato. I segni dei gradi sul sestante indicano l’angolo formato dal piano orizzontale dell’osservatore e dal raggio intersecante che punta verso l’oggetto elevato.
I concetti geometrici e matematici associati ai triangoli rettangoli possono essere utilizzati per determinare valori sconosciuti di distanza e angolo e la semplice trigonometria può essere utilizzata per risolvere valori sconosciuti purché se ne conoscano almeno due. Se l’altezza dell’oggetto e la distanza tra l’osservatore sono note, l’angolo di elevazione può essere determinato trovando la tangente dell’angolo, il rapporto tra altezza e distanza. Se l’angolo e l’altezza o la distanza sono noti, l’incognita può essere determinata allo stesso modo. È anche possibile determinare l’angolo di elevazione quando viene dato un solo valore noto, sebbene ciò richieda l’uso di concetti trigonometrici più avanzati.