測量天體的儀器已有近2000年的歷史。在歷史程序中，我們的祖先在不同的時期發明和製造了各種測量天體的儀器，適應了當時社會經濟發展和人們生活需求。
中國古代測量天體的儀器最著名的是渾儀和簡儀。這兩件儀器的製造，是中國天文儀器製造史上的一大飛躍，是當時世界上的一項先進技術。
渾儀是中國古代天文學家用來測量天體座標和兩天體間角距離的主要儀器。簡儀是重要的觀測用儀器，由渾儀發展而來。
中國古代渾儀的誕生，經歷了從簡單發展至複雜又回到簡單的過程。
大致來說，戰國至秦是它的誕生時期；漢唐時期是研製、創新、定型階段；宋元時期是它的高峰；明代以後的鑄造已經帶有西學元素。
渾儀由於它的重要性，歷代均有研製。儲存至今的明制渾儀和清制渾儀結構合理、鑄造精良、裝飾華麗，成為古代天文儀器的精品，甚至成為中國古代科技文明的象徵。
渾儀的構造包括3個基本部件，首先是窺管，透過這根中空管子的上下兩孔觀測所要測的天體；其次是反映各種座標系統的讀數環，當窺管指向某待測天體時，它在各讀數環中的位置就是該天體的座標.
此外就是各種支承結構和轉動部件，保證儀器的穩固和使窺管能自由旋轉以指向天空任何方位。
最初的渾儀結構比較簡單，只有一根窺管和赤道系統的讀數環併兼做支架的作用，在《隋書·天文志》中最早留下了南北朝時孔挺於323年制的渾儀結構，即如上述古法所制。
北魏鮮卑族天文學家斛蘭於412年受詔主持鑄成中國歷史上第一臺鐵渾儀。鐵渾儀增加了帶水槽的十字底座，底座上立4根柱子支承儀器。這樣，讀數系統與支承系統就分開了。
鐵渾儀的基本結構與前趙孔挺渾儀大致相同，但又有新創造。如在底座上鑄有“十”字形水槽，以便注水校準水平，這是在儀器裝置上利用水準儀的開端。
鐵渾儀是一臺質量很高的儀器，北魏滅亡後，歷經北齊、後周、隋、唐幾個朝代一直使用了200多年，直至唐睿宗時，天文學家瞿曇悉達還奉敕修葺此儀，可見其使用壽命之長。
至唐代，由於天文學家李淳風、一行和天文儀器製造家梁令瓚等人的努力，渾儀的三重環圈系統建立起來，成為後世渾儀結構的定型式。
渾儀的三重環圈各有名稱，最裡面的是四遊環或四遊儀，它夾著窺管可使之自由旋轉；中間一重是三辰儀，包括赤道環、黃道環、白道環，上面都有刻度，是各座標系統的讀數裝置；外面一重是六合儀，包括地平、子午、赤道三環，固定不動，起儀器支架作用。
考察歷代所制渾儀，都可以按這三重環圈體系來分析它們的結構。其構造科學合理，觀測精確，造型優美而享譽世界。
由於天體的週日運動是沿赤道平面的，所以只有赤道系統能最方便地表示天體的座標，黃道和白道就顯得很麻煩，而且由於歲差的原因，赤道和黃道的交點不斷變化，使黃赤道的位置不固定。
唐代一行和梁令瓚所鑄黃道遊儀就是為了解決這個問題而設計的，他們在赤道環上每隔一度打一個孔，使黃道環能模仿古人理解的歲差現象不斷在赤道上退行。
類似的情況是白道和黃道，李淳風就在他製造的渾天黃道儀的黃道環上打249個孔，每過一個交點月就讓白道在黃道上退行一孔。這樣的設計雖說巧妙，但使用上卻帶來不便，精度上也受影響，後來遂被廢除。
宋代的渾儀鑄造主要在北宋時期，大型的就有5架，每架用銅總在10000千克以上，可見其規模之大。
宋代渾儀也注意精度方面的改良。如窺管孔徑的縮小，降低人目移動造成的誤差，並調整儀器安裝的水平和極軸的準確，降低系統誤差。
當時發明的轉儀鍾裝置和活動屋頂，成為中國天文儀器史上兩大重要發明。
宋代渾儀已是環圈層層環抱的重器，它在天文測量和編歷工作中起了很大的作用，但也漸漸顯示了多重環圈的弊病：安裝和調整不易，遮蔽天空漸多，使許多天區成為死區不能觀測。因此，宋代之後已在醞釀渾儀的重大改革，這就是元代簡儀的創制。
要追蹤歷代渾儀的下落是件不容易的事。木製的當然不易儲存下來，即使是銅鐵鑄的也因年久湮滅和戰亂毀壞而不存。
宋代渾儀的遭遇要複雜些，北宋為金所滅，開封的五大渾儀全被虜至金的都城中都，運輸過程中損壞的部件均被丟棄，渾儀被置於金的候臺上，但因開封和北京緯度差達4度，觀測時需作修正。
金章宗時，有一年雷雨狂風使候臺裂毀，造成渾儀滾落臺下，後經修理復置於臺上。
北方蒙古族南下攻金，金王室倉皇出逃，宋代渾儀搬運困難，只好放棄而去，宋代儀器再次受到毀壞。至1271年，宋代渾儀只有天文學家周琮等人所造的一架還有線索，其他的都已不明。
北宋亡後，宋高宗南渡，曾經在杭州鑄造過兩三臺小型渾儀，置於太史局、鐘鼓院和宮中，但下落均不明。
明朝建都南京後，將北京的宋元代渾儀運至南京雞鳴山設觀象臺，隨後鑄渾儀。明成祖朱棣遷都北京後儀器並未運回北京，而是派人去南京做成木模到北京來鑄造，1437年鑄成，置於明觀象臺上，即現在的北京古觀象臺。
清代康熙年間，欽天監請將南京郭守敬所造儀器運回北京。當時有人在觀象臺下見到許多元制簡儀、仰儀諸器，都有王恂、郭守敬監造的簽名。
1715年，歐洲傳教士紀理安提出鑄造地平經緯儀，將元明時期舊儀除明代制簡儀、渾儀、天體儀外，盡皆熔化充作廢銅使用，遂使元明時期舊儀不復留存。
至於宋元明時期舊儀的下落還有待進一步研究和發現。目前陳列在北京古觀象臺上的儀器為清代鑄造，而在南京紫金山天文臺上的渾儀、簡儀則是明代仿製的宋元時期舊儀。
簡儀的創制是在1279年由元代天文學家郭守敬負責的，現存於紫金山天文臺的簡儀為明代正統年間的複製品，郭守敬原器已毀。因其簡化了渾儀的環圈重疊體系，又將赤道座標與地平座標分開，不遮掩天空，觀測簡便，故後人以此作為簡儀名稱之由來。
郭守敬創制的簡儀，就其結構來說是一個含有4架簡單儀器的複合儀器，或許稱復儀更為合適。
4架儀器中的主要部分是一架赤道經緯儀，可算是傳統渾儀的簡化。
它只有四遊環、赤道環和百刻環，而後兩環重疊在一起置於四遊環的南端，使四遊環上方無任何規環遮掩，一覽無餘。
在赤道和百刻兩環之間安裝有4個銅圓柱，起滾動軸承的作用，這一發明早於西方200年之久。但這4個銅圓柱在明代複製品中沒有。
4架儀器中的另一部分是地平經緯儀，又稱“立運儀”，就是直立著運轉的儀器。這也是新創造的，可以測量天體的地平經緯度。
地平經緯儀只有兩個環，一個地平環，水平放置；在地平環中心垂直立一個立運環，窺衡附於其上，起四遊環的作用。
4架儀器中的其他兩部分是候極儀和正方案。候極儀裝於赤道經緯儀的北部支架上，以觀北極星校準儀器的極軸，使安裝準確。正方案置於南部底座上，它既可以攜帶走單獨使用，在這裡也可以校準儀器安裝的方位準確性。
現存簡儀上正方案的位置在明末清初換上了平面日晷。
在《元史·天文志》裡列舉郭守敬創制的儀器名稱，首先就是簡儀，而立運儀、候極儀、正方案的名稱又另外列出，可見郭守敬所指的簡儀就是單指其中的赤道經緯儀。
當時既無這一名稱，它又同傳統的渾儀形狀不同，考其作用正如渾儀，結構比渾儀簡化。因此郭守敬稱其簡儀也是合理的。
測量天體的儀器已有近2000年的歷史。在歷史程序中，我們的祖先在不同的時期發明和製造了各種測量天體的儀器，適應了當時社會經濟發展和人們生活需求。
中國古代測量天體的儀器最著名的是渾儀和簡儀。這兩件儀器的製造，是中國天文儀器製造史上的一大飛躍，是當時世界上的一項先進技術。
渾儀是中國古代天文學家用來測量天體座標和兩天體間角距離的主要儀器。簡儀是重要的觀測用儀器，由渾儀發展而來。
中國古代渾儀的誕生，經歷了從簡單發展至複雜又回到簡單的過程。
大致來說，戰國至秦是它的誕生時期；漢唐時期是研製、創新、定型階段；宋元時期是它的高峰；明代以後的鑄造已經帶有西學元素。
渾儀由於它的重要性，歷代均有研製。儲存至今的明制渾儀和清制渾儀結構合理、鑄造精良、裝飾華麗，成為古代天文儀器的精品，甚至成為中國古代科技文明的象徵。
渾儀的構造包括3個基本部件，首先是窺管，透過這根中空管子的上下兩孔觀測所要測的天體；其次是反映各種座標系統的讀數環，當窺管指向某待測天體時，它在各讀數環中的位置就是該天體的座標.
此外就是各種支承結構和轉動部件，保證儀器的穩固和使窺管能自由旋轉以指向天空任何方位。
最初的渾儀結構比較簡單，只有一根窺管和赤道系統的讀數環併兼做支架的作用，在《隋書·天文志》中最早留下了南北朝時孔挺於323年制的渾儀結構，即如上述古法所制。
北魏鮮卑族天文學家斛蘭於412年受詔主持鑄成中國歷史上第一臺鐵渾儀。鐵渾儀增加了帶水槽的十字底座，底座上立4根柱子支承儀器。這樣，讀數系統與支承系統就分開了。
鐵渾儀的基本結構與前趙孔挺渾儀大致相同，但又有新創造。如在底座上鑄有“十”字形水槽，以便注水校準水平，這是在儀器裝置上利用水準儀的開端。
鐵渾儀是一臺質量很高的儀器，北魏滅亡後，歷經北齊、後周、隋、唐幾個朝代一直使用了200多年，直至唐睿宗時，天文學家瞿曇悉達還奉敕修葺此儀，可見其使用壽命之長。
至唐代，由於天文學家李淳風、一行和天文儀器製造家梁令瓚等人的努力，渾儀的三重環圈系統建立起來，成為後世渾儀結構的定型式。
渾儀的三重環圈各有名稱，最裡面的是四遊環或四遊儀，它夾著窺管可使之自由旋轉；中間一重是三辰儀，包括赤道環、黃道環、白道環，上面都有刻度，是各座標系統的讀數裝置；外面一重是六合儀，包括地平、子午、赤道三環，固定不動，起儀器支架作用。
考察歷代所制渾儀，都可以按這三重環圈體系來分析它們的結構。其構造科學合理，觀測精確，造型優美而享譽世界。
由於天體的週日運動是沿赤道平面的，所以只有赤道系統能最方便地表示天體的座標，黃道和白道就顯得很麻煩，而且由於歲差的原因，赤道和黃道的交點不斷變化，使黃赤道的位置不固定。
唐代一行和梁令瓚所鑄黃道遊儀就是為了解決這個問題而設計的，他們在赤道環上每隔一度打一個孔，使黃道環能模仿古人理解的歲差現象不斷在赤道上退行。
類似的情況是白道和黃道，李淳風就在他製造的渾天黃道儀的黃道環上打249個孔，每過一個交點月就讓白道在黃道上退行一孔。這樣的設計雖說巧妙，但使用上卻帶來不便，精度上也受影響，後來遂被廢除。
宋代的渾儀鑄造主要在北宋時期，大型的就有5架，每架用銅總在10000千克以上，可見其規模之大。
宋代渾儀也注意精度方面的改良。如窺管孔徑的縮小，降低人目移動造成的誤差，並調整儀器安裝的水平和極軸的準確，降低系統誤差。
當時發明的轉儀鍾裝置和活動屋頂，成為中國天文儀器史上兩大重要發明。
宋代渾儀已是環圈層層環抱的重器，它在天文測量和編歷工作中起了很大的作用，但也漸漸顯示了多重環圈的弊病：安裝和調整不易，遮蔽天空漸多，使許多天區成為死區不能觀測。因此，宋代之後已在醞釀渾儀的重大改革，這就是元代簡儀的創制。
要追蹤歷代渾儀的下落是件不容易的事。木製的當然不易儲存下來，即使是銅鐵鑄的也因年久湮滅和戰亂毀壞而不存。
宋代渾儀的遭遇要複雜些，北宋為金所滅，開封的五大渾儀全被虜至金的都城中都，運輸過程中損壞的部件均被丟棄，渾儀被置於金的候臺上，但因開封和北京緯度差達4度，觀測時需作修正。
金章宗時，有一年雷雨狂風使候臺裂毀，造成渾儀滾落臺下，後經修理復置於臺上。
北方蒙古族南下攻金，金王室倉皇出逃，宋代渾儀搬運困難，只好放棄而去，宋代儀器再次受到毀壞。至1271年，宋代渾儀只有天文學家周琮等人所造的一架還有線索，其他的都已不明。
北宋亡後，宋高宗南渡，曾經在杭州鑄造過兩三臺小型渾儀，置於太史局、鐘鼓院和宮中，但下落均不明。
明朝建都南京後，將北京的宋元代渾儀運至南京雞鳴山設觀象臺，隨後鑄渾儀。明成祖朱棣遷都北京後儀器並未運回北京，而是派人去南京做成木模到北京來鑄造，1437年鑄成，置於明觀象臺上，即現在的北京古觀象臺。
清代康熙年間，欽天監請將南京郭守敬所造儀器運回北京。當時有人在觀象臺下見到許多元制簡儀、仰儀諸器，都有王恂、郭守敬監造的簽名。
1715年，歐洲傳教士紀理安提出鑄造地平經緯儀，將元明時期舊儀除明代制簡儀、渾儀、天體儀外，盡皆熔化充作廢銅使用，遂使元明時期舊儀不復留存。
至於宋元明時期舊儀的下落還有待進一步研究和發現。目前陳列在北京古觀象臺上的儀器為清代鑄造，而在南京紫金山天文臺上的渾儀、簡儀則是明代仿製的宋元時期舊儀。
簡儀的創制是在1279年由元代天文學家郭守敬負責的，現存於紫金山天文臺的簡儀為明代正統年間的複製品，郭守敬原器已毀。因其簡化了渾儀的環圈重疊體系，又將赤道座標與地平座標分開，不遮掩天空，觀測簡便，故後人以此作為簡儀名稱之由來。
郭守敬創制的簡儀，就其結構來說是一個含有4架簡單儀器的複合儀器，或許稱復儀更為合適。
4架儀器中的主要部分是一架赤道經緯儀，可算是傳統渾儀的簡化。
它只有四遊環、赤道環和百刻環，而後兩環重疊在一起置於四遊環的南端，使四遊環上方無任何規環遮掩，一覽無餘。
在赤道和百刻兩環之間安裝有4個銅圓柱，起滾動軸承的作用，這一發明早於西方200年之久。但這4個銅圓柱在明代複製品中沒有。
4架儀器中的另一部分是地平經緯儀，又稱“立運儀”，就是直立著運轉的儀器。這也是新創造的，可以測量天體的地平經緯度。
地平經緯儀只有兩個環，一個地平環，水平放置；在地平環中心垂直立一個立運環，窺衡附於其上，起四遊環的作用。
4架儀器中的其他兩部分是候極儀和正方案。候極儀裝於赤道經緯儀的北部支架上，以觀北極星校準儀器的極軸，使安裝準確。正方案置於南部底座上，它既可以攜帶走單獨使用，在這裡也可以校準儀器安裝的方位準確性。
現存簡儀上正方案的位置在明末清初換上了平面日晷。
在《元史·天文志》裡列舉郭守敬創制的儀器名稱，首先就是簡儀，而立運儀、候極儀、正方案的名稱又另外列出，可見郭守敬所指的簡儀就是單指其中的赤道經緯儀。
當時既無這一名稱，它又同傳統的渾儀形狀不同，考其作用正如渾儀，結構比渾儀簡化。因此郭守敬稱其簡儀也是合理的。