L'astrométrie est la partie de l'astronomie qui se propose de déterminer les positions des astres dans le ciel afin de pouvoir interpréter leurs variations dans le temps. Elle est donc la base observationnelle de l'étude dynamique des corps du système solaire, de la cinématique stellaire, de la dynamique galactique. C'est aussi à l'aide d'observations astrométriques qu'on détermine les distances des étoiles par la mesure de leur parallaxe annuelle, qu'on étudie les étoiles doubles et multiples liées par la gravitation, ou bien, encore, qu'on mesure certains phénomènes physiques, comme la déviation des rayons lumineux par un corps massif.
Les observations doivent être rapportées à un système de coordonnées unique, de façon à être directement comparables. D'où l'importance de la notion de repère de référence, dont la définition est l'objectif essentiel de l'astronomie fondamentale. Mais un tel repère n'est pas directement accessible sur le ciel ; plusieurs intermédiaires sont nécessaires entre l'observation brute avec un instrument astrométrique et une position dans le ciel dans un tel repère. Pour cela, l'astronomie fondamentale est conduite à définir un certain nombre de systèmes de coordonnées.
Autrefois, la mesure du temps était un autre objectif de l'astronomie fondamentale. Le temps était alors défini à partir de la rotation de la Terre et était déterminé par l'observation d'étoiles à leur passage au méridien (lunette méridienne) ou à un cercle de hauteur (astrolabes). Lorsque les irrégularités de la rotation de la Terre ont été mises en évidence, on a tenté de définir une échelle de temps plus uniforme à partir du mouvement de la Terre autour du Soleil (temps des éphémérides). Mais, entre-temps, les horloges atomiques avaient été inventées, et donnaient une précision et une exactitude bien meilleures. Depuis lors, la seconde est définie à partir d'une fréquence d'oscillation d'un atome de césium. L'échelle de temps qui en est déduite est le temps atomique interna […]
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