仪器是为某一特定用途所准备的一套装置或机器，天文仪器就是为观测天体以及天文现象而制作的设备，它能帮助人类看到遥远的星球，让人类对浩瀚的宇宙有所了解。我国古代的科学技术非常发达，天文仪器诞生较早，在我国早期的天文仪器中，最具代表性的有圭表、浑仪和浑象，它们都是世界上最早的天文仪器。
圭表作为测天仪器，由垂直的表和水平的圭组成，在天文学上显得既简单又重要。人们在很早以前就发现了一种奇怪的现象，即在太阳光照射之下，房屋和树木等物会投出影子，这些影子的变化有规律可循。人们把竿子直立在平地上直立，有时也用石柱来代替竿子，以此来观察影子的变化，这根立竿或立柱就是表，再用尺子测量表影的长度和方向，就可以测得当前的时辰。后来人们进一步发现，正午的表影总是投向正北方向，于是把石板制成的尺子平铺在地面上，让它一头连着表基，一头伸向正北方向，与立表垂直，这把用石板制成的尺子就是圭，用圭表测量时间非常方便。
北京古观象台的圭表
圭表是我国古老的天文仪器，测定哪天为冬至是圭表的主要功能，与此同时，它还可以确定回归年长度，通过观测表影的变化可确定方向和节气，其用途十分广泛。正午时表影投在石板上，古人就能直接读出表影的长度值。经过长期观测，古人了解到表影在正午最短，并且夏至日正午的表影最短，冬至日正午的表影最长。在进行了长期观测之后，古人以正午的表影长度来确定节气，一年的长度也由此得出，如果连续两次测得表影的最长值，这两次最长值相隔的天数就是一年。我国古人利用圭表，知道一年等于365天多一点，这个数值与现代的数值十分接近。
如同一口大锅的仰仪
元朝天文学家郭守敬设计制造了仰仪，它是我国古代的天文观测仪器。直径约3米的铜质半球面是仰仪的主体，看起来如同仰放着的大锅。仰仪的内部球面上有许多规则的网格，这些网格纵横交错，可以用来度量天体的位置。仰仪的锅口上刻有一圈水槽，水槽边缘均匀地刻画出24条线，以表示其方向。水槽是用来注水校正锅口的水平的，看仰仪是否保持平衡。两根十字交叉的竿子安置在正南方的刻线上，它们呈正南北方向，延伸到仰仪的中心。把凿有中心小孔的小方板装在竿子的北端，小方板便可以绕着仰仪中心旋转，这样观测起来更加方便。
日晷利用日影来测量时刻，通常由铜制的指针和石制的圆盘组成，是我国古代重要的计时仪器。铜制的指针是晷针，可以垂直地穿过圆盘中心，与圭表中的立竿起同样的作用；石制的圆盘是晷面，晷面南高北低地安放在石台上，使晷面平行于天赤道面，每个大格代表两个小时。当太阳光照在日晷上时，晷针的影子就会投向晷面，太阳由东向西移动，晷针影子由西向东移动。晷针影子在移动的过程中，如同现代钟表的指针，晷面是钟表的表面，这样就可以看出时刻。
计时仪器沙漏
沙漏是一种天文仪器，它的作用是计量时间。沙漏和漏刻的制造原理相同，它根据流沙漏下的数量来计量时间。我国北方冬天空气寒冷，水很容易便结成了冰，采用流沙代替水来计算时间，就可以避免水结成冰所造成的麻烦。1360年，詹希元创制了五轮沙漏，这是当时最著名的沙漏。流沙从漏斗形的沙池流到沙斗，驱动初轮之后再带动各级机械齿轮旋转，齿轮带动在水平面上旋转的中轮，中轮轴心的指针在有刻线的仪器圆盘上转动，这样就可以显示出时间。这种时间的显示方法非常先进，已经接近了现代时钟的表面结构。除此之外，詹希元巧妙地在中轮上添加了机械拨动装置，每到整点时，便有木人击鼓报告时刻。
13世纪，我国诞生了一位杰出的科学家，他就是郭守敬。郭守敬同样是一位天文仪器制造专家，他创造和改进了大量天文仪器，对天文学的发展起到了重要作用。郭守敬，字若思，金正大八年出生于河北省邢台县，他将自己的一生都奉献给了科学研究工作。在进行科学研究时，郭守敬发现和总结劳动人民的发明创造，从具体实践中得到运用和提高；他精心观察客观事物的特点，从中掌握它们的发展规律；他从别人的经验教训中吸取养分，使自己的科学研究走向完善；他敢于大胆探索，富有创新精神。
在郭守敬很小的时候，他便对自然现象产生了浓厚的兴趣，尤其是天文学，更让他如痴如醉。郭守敬在邢台紫金山跟刘秉忠学习天文时，曾制造过天文仪器的模型。宋金为元朝遗留下大量天文仪器，但是这些仪器已经非常破旧，很多都不能使用。郭守敬在原仪器的基础上进行改制，并在实践中重新设计，取得了显著成效，他利用三年的时间完成了10多种天文仪器的改制和创造工作。至元十六年，郭守敬任同知太史院事，他向元世祖忽必烈提出建议，即进行一次大规模的天文测量。郭守敬的建议被元世祖采纳，于是产生了历史上颇具盛名的四海测验。
郭守敬将简仪、赤道经纬和日晷合并，用合并后的仪器来观察天空中的日月星辰，原仪器上圆环的阴影不会再对观测造成不良影响。测量日影经常用到高表与景符，它们也得到过郭守敬的改制。郭守敬将过去高为2.7米的高表改成13.4米的高表，石圭上放置景符透影，当透影与景符上的日影重合时，就是当地日中的时候。用改进后的仪器对日心之影进行测量，测得的日心之影比以前精密许多，这项改进可谓是天文仪器方面的改革。
郭守敬是杰出的天文学家，也是成绩优异的数学专家，同时还是具有卓越贡献的水利专家，又是具有独特精神的仪器制造专家。郭守敬创造了计算球面三角形的算法，同时发明了高等级算法平立定三差法，在世界数学史上开创了先例；他曾指挥人们挖掘大运河，体现出了在水利方面非凡的造诣；他编著了100多卷天文书籍，创制了18种仪器仪表，为当时和以后的人民留下了宝贵的财富。郭守敬在天文、数学和水利等方面的成就，在当时的科学领域居世界首位，其他国家在四五百年之后才有此发明和创造。
1316年，郭守敬在86岁高龄时因病去世，中国和世界人民都称赞他是最伟大的天文学家。为了纪念这位世界著名科学家，我国和世界举办了大量活动。1962年，我国邮电部发行了绘有郭守敬半身像和简仪的两枚纪念邮票。1977年，经国际小行星研究会批准，中国科学院紫金山天文台把郭守敬在1964年发现的2012号小行星正式命名为“郭守敬星”。1981年，在北京举行的国际天文学会会议隆重纪念郭守敬诞辰七百五十周年，同时将美国在月球上发现的一座环形山命名为“郭守敬山”。
1楼昵称：简单美
在不用天文仪器的情况下，怎样算出一个地方的经纬度？我知道纬度可以根据南十字星座或者北极星的位置算出来，但是经度就不知道该怎么处理。
2楼昵称：凡人无忧
英国政府曾在大航海时代高价悬赏解决测量经度的方法，解决方法主要有两种，即天文观测法和时间测量法。天文观测法是利用月亮在背景群星中的位置，经过一系列复杂的计算，从而得到大致的经度。时间测量法通过携带精确的计时器，记录出发地的时间，对比当前太阳指示的时间，就可得出较为准确的经度。
3楼昵称：回忆录
时间测量法因为精确计时器的发明得到广泛应用，天文测量法因为受观测条件的限制很少用到。
4楼昵称：幻想天亮
在计时器的帮助下，还可以根据星空中恒星的位置来确定当前方位。首先选定一颗恒星，测量它的高度角，查表得出该恒星在什么位置，确定自己当前位于哪个圆。再选取另一颗恒星，确定另一个圆，两圆有两个交点，根据航海日志确定自己位于哪个交点。
中国诞生了很多文人雅士和帝王将相，同时还涌现了很多科学家，张衡便是我国著名科学家。张衡于东汉年间出生，他最有名的发明是地动仪。东汉时期，国家经常发生地震，有时候一年都要发生好几次，老百姓和国家的生命和财产受到了损害。
皇帝和老百姓在自然的威慑之下，感到十分恐惧，他们认为地震是由鬼神造成的，是不吉利的征兆。张衡却偏不信神邪，他将发生过的地震详细记录下来，经过细心的考察和试验之后，发明了能测出地震的仪器，这就是最早的地动仪。
地动仪的形状与酒坛类似，全部由青铜制造而成，其四围铸着8条龙，龙头分别伸向8个方向。每条龙的嘴里含着一颗小铜球，一只张着大嘴的蛤蟆蹲在龙头下面。哪个方向发生了地震，朝着那个方向的龙嘴就会自动张开来，嘴里的铜球便掉了下来。铜球掉在蛤蟆的嘴里时，会发出响亮的声音，这就表明那个方向发生了地震。
公元138年2月，地动仪正对着西方的龙嘴吐出了铜球，这是告诉人们在西部发生了地震。可是那天洛阳没有发生地震的迹象，更没有听说附近有什么地方发生了地震，朝廷上下议论纷纷，对张衡的地动仪表示怀疑。没过两天，便有快马来向朝廷报告，离洛阳200多千米的金城和陇西发生了大地震，山都被崩塌了下来。这件事情证明了地动仪的准确性，大家这才相信张衡，也认可了他制作的地动仪。
