事实上‘光行差’的观测是非常困难的事情，首先是因为一年四季的夜空中，同一恒星的位置是变化的；在一个春季时处于天顶部的恒星，在秋季是看不到的；再就是光行差角又非常小，需要高精度地观测才能发现。

实现高精度观测的基础是：精确地确定地球相对太阳的位置，精确地确定观测仪器相对太阳的位置。其精度要求至少要达到‘光行差角’的十分之一以上。确定地球位置的方法是：首先假设地球是静止不动的，太阳是围绕地球旋转的；在春季观测时在地球上选定一条直线，即观测仪器和太阳之间的连接直线，用来确定太阳在秋季的位置。显然确定的太阳的两个位置，分别在地球的两边，并且和观测仪器在同一条直线上，据此计算确定观测仪器相对太阳的位置。

光行差的实际观测结果如下图所示：O为地球上观测仪器的位置；A和B是观测确定的恒星的位置，分别表示春、秋两季时的位置；C是A、B之间的中点，也是恒星在冬季和夏季的位置之间的中点。

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观测确定得到：角AOB的角度为万分之二弧度，称为“光行差”或“光行差角”。

分析计算时，一般用光行差的一半，因为这样一来有两个直角三角形可以利用。这两个直角三角形分别是：三角形ACO和BCO

经典解释时用的是：三角形BCO

相对论解释时用的是：三角形ACO

如果按照相对论在直角三角形ACO中的解释，那么就可以得出“时慢”的结论。

如果按照相对论分析光行差的方法，在直角三角形BCO中分析考察，就会得出“时快”的结论。

因为C点并非实际观测确定的位置，而是根据观测到的A、B，而确定的A和B之间的中点，所以两个直角三角形ACO和BCO之间应该是全等的，应该得出同样的结论。由此可见：相对论的分析方法和结论是错误的。