中国历法除了编排年月日外，还有更广泛的天文学内容，其中带有研究性质的课题是：太阳、月亮及五大行星的视运动及其位置推算、交食预报等。从某种程度上说，中国历法就是一部天文年历。

研究太阳视运动的规律，意味着要掌握太阳在何时走到何处。浑仪虽然可以帮助天文学家直接测量太阳的去极度，却不能直接测量入宿度，因为白天并没有星空作背景。古人曾利用月亮反推太阳的赤经，而这只限于几种月相的特殊情况，而且所推测结果也不够精密。对于其他时刻太阳的位置，往往以太阳平均每天所走的度数来推算。在四分历中，太阳平均每天走一度。回归年精度提高以后，平均值也随之改变。于是，在此基础上求得，二十四个节气等分回归年，每个节气占15.2日，称为平气。

早在春秋战国以前，天文学家就知道太阳有单独的运行轨道，称为黄道。东汉天文学家张衡曾测出太阳运动是不等速的，但却归之于黄道对赤道的不均匀投影，事实上，投影只是造成太阳运动不均匀性的原因之一，因此，张衡实际上并没有认识到太阳本身存在着有规律的迟速运动。

太阳运动的不均匀性是地球公转不均匀性的反映。地球公转的轨道是椭圆形的，近似于圆，太阳位于椭圆的一个焦点上，根据天体运动规律，地球在近日点附近运行得快一些，在远日点附近则慢一些。

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