对一切运动的描述，都是相对于某个参考系的。参考系选取的不同，对运动的描述，或者说运动方程的形式，也随之不同。

inertial frame of reference

牛顿运动定律在其中能严格成立的参考系，简称惯性系。相对于惯性系作匀速直线运动的参考系都是惯性系。天体测量学的基本任务之一就是研究建立惯性参考系的原则和方法。在天体测量学中，惯性参考系是以基本星表坐标系统的形式来近似实现的。根据1961年国际天文学联合会决议，目前采用1963年发表的第四基本星表 (FK4)的星位和自行的基本系统作为实际使用的惯性参考系。这个星表包括 1,535颗均匀分布在天空的目视星等亮于 7.5等的恒星（见星等）。它是以赤道面和春分点作为惯性参考系的参考面和参考点的（见天球坐标系）。这种参考系的制定将不得不以一个复杂的太阳系模型或者地球模型作为依据，会受到地球、太阳系以至于银河系运动的影响。因此，目前还没有严格定义的惯性参考系。上述基本星表系统实际上只是惯性参考系的一种近似。

随着甚长基线干涉测量技术(见甚长基线干涉仪)的发展，已有可能提出采用基于河外源（由于它们的距离极其遥远，而可以忽略其自行）的惯性参考系的建议而不再涉及赤道、黄道或者任何其他动力学上的假设。这样的惯性参考系有几何学的和动力学的两种不同的定义。①几何学的定义：相对于某些无穷远的目标来说，参考系坐标轴的方向是固定的；②动力学的定义：在物体空间运动的微分方程式中，并不包括任何由参考系坐标轴带来的旋转项。这两种定义在理论上可以认为是等价的。建立这种参考系唯一的物理假设，是在宇宙的膨胀中不存在横向的成分。

实际上，这样的惯性参考系是用一个河外源星表来具体体现的。在编成和采用这样一个河外源星表以后，就不必参考现有的基本星表坐标系统，但是还必须将现有的基本星表坐标系统同这个惯性参考系有效地联系起来，并且要不断地编制出更好的河外源星表，以改进惯性参考系。