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Die Astrometrie (gr. ἄστρον = Stern und μέτρον, métron = Maß, Messen) ist der geometrische Teilbereich der Astronomie und als solcher das Gegenstück zur Astrophysik. Sie wird auch Positionsastronomie oder klassische Astronomie genannt und umfasst die Messung und Berechnung von Gestirnspositionen (Sternörtern) und ihren Bewegungen in genau definierten Bezugsystemen. Damit ist sie die Grundlage vieler astronomischer Forschungen und insbesondere der Himmelsmechanik. Bis zur Etablierung der Astrophysik, die um 1860 nach Erfindung der Spektroskopie begann, machten Astrometrie und Sphärische Astronomie den Großteil der gesamten Sternkunde aus.
Nach de Vegt ist Astrometrie die Wissenschaft vom geometrischen Aufbau des Universums (Ort, Bewegung und Entfernung der Gestirne) oder die Vermessung des Himmels. Gleichzeitig gibt sie eine Koordinaten-Grundlage für die Geodäsie – also die Vermessung der Erde.
天体测量学或测天学（astrometry）是天文学中最古老也是最基础的一个分支，主要以测量恒星的位置和其他会运动天体的距离和动态。他是传统科学中的一个子科目，后来发展出以定性研究为主体的位置天文学。天体测量学的历史，在西方可以追溯到喜帕恰斯，他编辑了第一本的星表，列出了肉眼可见的恒星并发明了到今天仍沿用的视星等的尺标。现代的天体测量学建立在白塞耳的基本星表上，这是以布拉德雷在公元1750至1762年间的测量为基础，提供了3,222颗恒星的平均位置。
除了提供天文学家基本的参考座标系作为他们在天文观测报告之用外，天体测量学也是天体力学、恒星动力学和星系天文学等学门的基础。在观测天文学中，天文测量的技术协助鉴别出各种天体独特的运动。他的设备也用于守时（keeping time），因为协调世界时（UTC）是在确切观测地球自转的基础上，以闰秒的调整与原子时间取得协调与一致。天体测量学也与极端复杂的宇宙距离尺度有所关联，因为他用于建立视差以估计银河系内恒星的距离。