垂线偏差指地球表面上某一点处铅垂线方向和法线方向的差异,也即重力异常矢量的方向。垂线偏差可以表示为当地天文坐标与地理坐标之间的差异,其中前者在大地水准面上通过重力测量的方式确定,而后者是天文坐标投影到参考椭球面上的位置。对垂线偏差的数学描述通常以法线为基准。
垂直圈,又称地平经圈,指天球坐标系中通过天顶和天底的任意大圆,亦可表述为通过铅垂线的平面与天球相交的大圆,或与地平圈垂直的大圆。过两个天极的垂直圈被称为子午圈,其与地平圈交于北点和南点;与子午圈正交的垂直圈被称为卯酉圈,其与地平圈交于东点和西点。
地平圈,地平坐标系的基面截于天球所得到的大圆,亦可表述为天球上与铅垂线垂直的大圆。地平圈将天球分为两部分,包含天顶的是可见部分,包含天底的是不可见部分。四方点是地平圈与子午圈和卯酉圈的交点。