เราจะได้พิจารณาลักษณะของท้องฟ้าที่ปรากฏต่อผู้สังเกตการณ์ ซึ่งอยู่ในแถบละติจูด ๑๕°เหนือของเส้นศูนย์สูตร จังหวัดที่อยู่ในบริเวณละติจูดนี้ เช่น ลพบุรี นครราชสีมา บุรีรัมย์ศรีสะเกษ และอุบลราชธานี จึงนับได้ว่าละติจูดนี้เป็นละติจูดกลางในประเทศไทย ผู้สังเกตการณ์ซึ่งอยู่ในท้องถิ่นอื่นของประเทศ อาจใช้ผลที่ได้จากการพิจารณานี้ได้โดยมีความแตกต่างเพียงเล็กน้อย เพราะจังหวัดต่างๆ ในประเทศไทยมีละติจูดระหว่าง ๕° - ๒๑° เหนือเส้นศูนย์สูตร
ตามภาพบน O a s p' b n p เป็นเส้นรอบวงของโลก โดยมี a และ b เป็นจุดเส้นศูนย์สูตร p และ p' เป็นขั้วโลกเหนือและขั้วโลกใต้ ผู้สังเกตการณ์ O อยู่ที่ละติจูด ๑๕° หมายความว่า มุม Oca ที่จุดศูนย์กลางของโลกมีค่าเท่ากับ ๑๕° ในตัวอย่างนี้เรากำหนดให้โลกเป็นทรงกลมสมบูรณ์กล่าวคือ เส้นรัศมี cO,ca,cs,cp' , cb,cn, และ cp มีค่าเท่ากันหมด และเท่ากับ ๖,๓๗๑ กิโลเมตร
ผู้สังเกตการณ์ O จะหาเส้นดิ่ง ณ จุดซึ่งเขายืนอยู่ได้โดยวัดแนวของสายดิ่งแบบเดียวกับที่ช่างก่อสร้างใช้วัดความตั้งตรงของเสาอาคารบ้านเรือน แนวเส้นดิ่ง (vertical) นี้ คือ เส้นตรง cOZ ซึ่งลากจุดศูนย์กลางของโลก c ขึ้นไปพบกับทรงกลมท้องฟ้าซึ่งล้อมรอบผู้สังเกตการณ์ O ที่จุด Zซึ่งเรียกว่า จุดเหนือศีรษะ (zenith)
ระนาบซึ่งผ่านจุด O และตั้งฉากกับเส้นดิ่ง เป็นระนาบที่คล้องจองกับพื้นที่ราบซึ่งผู้สังเกตการณ์ยืนอยู่ระนาบนี้คือ ระนาบขอบฟ้า (horizontal plane) ระนาบนี้จะตัดกับทรงกลมท้องฟ้าเป็นวงกลมใหญ่ เรียกว่า ขอบฟ้า (horizon) เส้นตรง NOS ซึ่งตั้งฉากกับเส้นตั้ง cOZ เป็นเส้นขอบฟ้า ดังในภาพ
ในการพิจารณาภาพนี้ เราควรระลึกไว้ว่า รัศมีของโลก ๖,๓๗๑ กิโลเมตรนั้น มีค่าน้อยมาก เมื่อเทียบกับรัศมีของทรงกลมท้องฟ้าซึ่งมีค่าเป็นอินฟินิตี ขนาดขอโลกเขียนในภาพให้ใหญ่เกินส่วนก็เพื่อความชัดเจน เราจึงจำเป็นต้องใช้จินตนาการลดขนาดของโลกลง จนกระทั่งผิวของโลกยุบลงทับกับจุดศูนย์กลางของโลก กล่าวคือ ผู้สังเกตการณ์อยู่ที่ตำแหน่งเดียวกับจุดศูนย์กลางของโลก และอยู่ที่จุดศูนย์กลางของทรงกลมท้องฟ้าด้วยกัน
ได้กล่าวมาแล้วว่า โลกหมุนรอบแกน pcpข ด้วยอัตราวันละรอบ ทำให้ผู้สังเกตการณ์รู้สึกเหมือนกับว่าทรงกลมท้องฟ้าหมุนไปรอบแกน pcp' ที่ต่อออกไปด้วยอัตราวันละรอบในทิศทางของการหมุนกลับกัน ในข้อนี้ควรระลึกไว้ว่า ถ้าเราลากเส้นตรง POP' ผ่านจุด O ไปพบทรงกลมท้องฟ้าที่จุด P และ P' โดยให้เส้นตรง POP' และ pcp' ขนานกัน เส้นตรงทั้งสองจะพบทรงกลมท้องฟ้าที่จุดเดียวกันคือ P กับ P' ตามคุณสมบัติของทรงกลมท้องฟ้าที่ได้กล่าวมาแล้ว เส้นncs เป็นเส้นตรงที่ลากผ่านจุดศูนย์กลางของโลกขนานกับเส้นขอบฟ้า NOS เส้นตรงนี้เมื่อต่อออกไปก็จะไปพบทรงกลมท้องฟ้าที่จุด N และ S ด้วย
ตามหลักวิชาเรขาคณิต โดยเหตุที่มุม ncO กับมุม acp ต่างก็เป็นมุมฉาก ดังนั้น มุม ncp =มุม Oca = ละติจูดของผู้สังเกตการณ์ = ๑๕° (ตามตัวอย่าง) แต่เส้นตรง ncs ขนานกับเส้นตรง NOS และเส้นตรง pcp' ขนานกับเส้นตรง pop' ดังนั้น มุม NOP = มุม ncp = ละติจูดของผู้สังเกตการณ์
หมายความว่า จุด P ซึ่งเป็นขั้วเหนือของทรงกลมท้องฟ้า จะอยู่ห่างจากจุดเหนือที่ขอบฟ้าเท่ากับละติจูดของผู้สังเกตการณ์
โดยทำนองเดียวกัน จุด P' ซึ่งเป็นขั้วใต้ของทรงกลมท้องฟ้า จะอยู่ห่างจากจุดใต้ S ที่ขอบฟ้า เท่ากับละติจูดของผู้สังเกตการณ์ ในกรณีนี้ จุด P' จะอยู่ใต้ขอบฟ้า
ผลที่เราได้จากการพิจารณาหลักเกณฑ์ทางเรขาคณิตนี้ ตรงกับการถ่ายภาพดาวที่ได้กล่าวถึงมาแล้วในตอนต้น
acb เป็นเส้นศูนย์สูตรบนผิวโลก จากจุด O ถ้าเราลากเส้นตรง OA ตั้งฉากกับแกนของท้องฟ้า POP' ไปพบทรงกลมท้องฟ้าที่ A จุด A จะอยู่บนเส้นศูนย์สูตรของท้องฟ้า และมุม ZOA จะเท่ากับมุม Oca และเท่ากับละติจูดของผู้สังเกตการณ์ O
ดังนั้น ท้องฟ้าจะปรากฏต่อผู้สังเกตการณ์ที่ละติจูด ๑๕°เหนือ เป็นทรงกลมซึ่งหมุนรอบตัวเองตรงข้ามกับการหมุนของโลก ขั้วเหนือของการหมุนรอบตัวเองนี้อยู่สูงจากจุดเหนือของขอบฟ้า ๑๕° ขั้วใต้ของท้องฟ้าอยู่ต่ำจากระดับขอบฟ้าทิศใต้ ๑๕°
สำหรับผู้สังเกตการณ์ที่ละติจูดอื่นๆ ลักษณะปรากฏของท้องฟ้าก็คล้ายคลึงกัน แตกต่างเพียงที่ตำแหน่งของขั้วเหนือและใต้ของท้องฟ้า จะห่างจากระนาบขอบฟ้าเท่ากับละติจูดของตำบลนั้นๆ
