1、圭表
圭表是由直立的表和沿子午線水平放置的圭兩部分組成。它除了能測定太陽過中天的時刻（正午）、夏至、冬至和迴歸年的長度外，還可以測定黃、赤交角和地理緯度。
中國留存最早的圭表在河南登封的周公測景臺。《周禮》中記載：壘土為圭，立木為表，測日影，正地中、定四時。相傳3000年前，周文王的第四子在陽城，今天河南登封告成鎮一帶設立了測景臺，現仍存唐代“周公測景臺”石碑一塊。
周公測景臺遺址的主要建築是元朝郭守敬（1231-1361）所建的圭表。表身似一城樓，上置一橫木，高9.75米，相當於儀器指標；圭身由青石平鋪而成，長31.19米，上有通長水溝一條，注滿水後可以檢驗圭面水平度。
為了提高表影的清晰度，郭守敬發明了一種叫“景符”的裝置。這是一個可以移動的銅片，中間有小孔，至於表端橫木在圭面上的投影前面。利用小孔成像原理，同時獲得橫木和太陽的像。測量的時候透過調整景符的位置，讓橫木的像平分太陽像，就可以準確測定影子的長度，可以精確到2毫米以內。
郭守敬的圭表還可以觀測一般天體過中天時的天頂角，這時候需要利用叫做“窺幾”的附屬裝置，用人眼對天體直接觀測，當天體、橫木、人眼成一直線時測量“投影”的長度。
2、日晷
日晷與圭表類似，也是在太陽照射下觀測標杆（晷針）影子的儀器，不同的是它的晷面有兩維刻度，可以讀出一天之內的時間。日晷按晷針方向的不同可以分為地平式和赤道式兩種。另外一種為球面日晷，其晷面為一凹球面，其上刻有赤道或地平座標網。河南登封的周公測景臺博物館中有一臺“仰儀”，就是一種球面日晷。
3、渾儀
渾儀在漢朝就出現了，隨著時間的發展也越來越複雜，到了唐代，渾儀有多重軸系，包括子午環、地平環、赤道環和白道環等。
渾儀相當於多軸望遠鏡，是中國古代重要的天體測量儀器。由於當時還沒有望遠鏡，因此是透過“窺管”的細長管子直接瞄準天上的星。窺管兩端可沿外圍環圈滑動使其繞環圈中心轉動（類似現代望遠鏡經緯儀或者赤道儀的第二轉軸），這樣就構成了一個座標系的自由度。
這個圈的外面還有更大的兩個環圈，環圈之間都用一個對外伸小軸連線。如果將裡面兩軸固定，則窺管可以沿第二個座標系轉動。
4、簡儀
由於渾儀軸系特別複雜，環圈特別多，擋光多，並且操作不便，觀測受到比較大的限制。郭守敬將其簡化，保留了赤道環和地平環，並將其拆分為兩個獨立的部分，稱為“簡儀”。
1、圭表
圭表是由直立的表和沿子午線水平放置的圭兩部分組成。它除了能測定太陽過中天的時刻（正午）、夏至、冬至和迴歸年的長度外，還可以測定黃、赤交角和地理緯度。
中國留存最早的圭表在河南登封的周公測景臺。《周禮》中記載：壘土為圭，立木為表，測日影，正地中、定四時。相傳3000年前，周文王的第四子在陽城，今天河南登封告成鎮一帶設立了測景臺，現仍存唐代“周公測景臺”石碑一塊。
周公測景臺遺址的主要建築是元朝郭守敬（1231-1361）所建的圭表。表身似一城樓，上置一橫木，高9.75米，相當於儀器指標；圭身由青石平鋪而成，長31.19米，上有通長水溝一條，注滿水後可以檢驗圭面水平度。
為了提高表影的清晰度，郭守敬發明了一種叫“景符”的裝置。這是一個可以移動的銅片，中間有小孔，至於表端橫木在圭面上的投影前面。利用小孔成像原理，同時獲得橫木和太陽的像。測量的時候透過調整景符的位置，讓橫木的像平分太陽像，就可以準確測定影子的長度，可以精確到2毫米以內。
郭守敬的圭表還可以觀測一般天體過中天時的天頂角，這時候需要利用叫做“窺幾”的附屬裝置，用人眼對天體直接觀測，當天體、橫木、人眼成一直線時測量“投影”的長度。
2、日晷
日晷與圭表類似，也是在太陽照射下觀測標杆（晷針）影子的儀器，不同的是它的晷面有兩維刻度，可以讀出一天之內的時間。日晷按晷針方向的不同可以分為地平式和赤道式兩種。另外一種為球面日晷，其晷面為一凹球面，其上刻有赤道或地平座標網。河南登封的周公測景臺博物館中有一臺“仰儀”，就是一種球面日晷。
3、渾儀
渾儀在漢朝就出現了，隨著時間的發展也越來越複雜，到了唐代，渾儀有多重軸系，包括子午環、地平環、赤道環和白道環等。
渾儀相當於多軸望遠鏡，是中國古代重要的天體測量儀器。由於當時還沒有望遠鏡，因此是透過“窺管”的細長管子直接瞄準天上的星。窺管兩端可沿外圍環圈滑動使其繞環圈中心轉動（類似現代望遠鏡經緯儀或者赤道儀的第二轉軸），這樣就構成了一個座標系的自由度。
這個圈的外面還有更大的兩個環圈，環圈之間都用一個對外伸小軸連線。如果將裡面兩軸固定，則窺管可以沿第二個座標系轉動。
4、簡儀
由於渾儀軸系特別複雜，環圈特別多，擋光多，並且操作不便，觀測受到比較大的限制。郭守敬將其簡化，保留了赤道環和地平環，並將其拆分為兩個獨立的部分，稱為“簡儀”。