用透明塑料量角器量角，得把中心对准顶点，眼睛还要正对刻度。量角器本身是透明的，尚且会挡住下面那条线；如果换成几道金属圆环，一层套一层，视线就被切成碎片。古代的浑仪面对的就是这个矛盾。
浑仪由多层同心圆环组成，环上刻刻度，中心一根窥管，可同时读出赤道、黄道等坐标。环越多，可测的坐标越多，遮挡也越严重。元代郭守敬在 1276 年造简仪，把赤道装置与地平装置拆成两组独立结构，大幅减少环数。现存南京紫金山天文台的两台，是明代铸造的复制品。
浑仪是一套同心圆环，中间一根窥管
浑仪的基本构造是几个大小不同的圆环，分别代表赤道、黄道、子午圈、地平圈，全部同心安装，中心装一根可转动的窥管。
观测时转动窥管对准目标星，从各个环上的刻度读出它相对赤道、黄道的角度。一套仪器，多种坐标，这是它最大的优点。
相传西汉落下闳在制定太初历期间制作过浑仪，东汉张衡又加以改进。此后历代都有新制，环数越加越多，结构越来越复杂。
环越多越准，也越挡视线
每增加一个环，就多一组可读的坐标，也多一条挡在视场里的金属带。环太多时，窥管转到一个位置，视野里可能同时横着三四道环。
另一个麻烦是同心安装带来的累积误差。环与环之间的装配偏差会叠加，环数越多，最后的读数越难归因到某一个环节。
唐代一行与梁令瓒造黄道游仪，尝试让黄道环可以移动，以避开岁差带来的偏差。这是一次结构上的改良，但没有解决遮挡问题。
郭守敬把赤道装置拆出来，才有了简仪
简仪的思路是「拆」。它不再把各种坐标系统套在同一组同心环上，而是分成两组独立装置：一组测赤道坐标，一组测地平坐标。要测哪个，用哪组。
环数因此大幅减少。原本层层叠叠的结构被削到最基本的两套，视场里的遮挡随之下降，装配误差也不再互相叠加。
简仪还有两处细节：用滚柱支承转动部件，把滑动摩擦改成滚动摩擦，转动更轻；取消黄道环与白道环，把相关换算交给计算而不是机械。
郭守敬用简仪重测二十八宿距度，多数结果与现代值的偏差在 0.1 度以内。这个精度在 13 世纪属于很高水平，也让授时历的推算有了可靠基础。
现存的两台是明代复制品
元代的原件早已不存。明初把天文仪器北运，后又按元代形制重铸了一套，浑仪与简仪各一，存于南京。
这两台仪器在近代辗转，最终安放在紫金山天文台，成为今天能看到的实物。它们的结构可以对照《元史·郭守敬传》的记载逐项核对。
复制品与原件的关系需要说清楚：形制可信，年代不同。讨论郭守敬的技术时引用的是元代的设计，参观时看到的是 15 世纪的铸件。
| 参数 | 数值 | 口径与来源 |
|---|---|---|
| 落下闳制浑仪 | 约公元前 104 年 | 《史记·历书》相关记载 |
| 黄道游仪制成 | 725 年前后 | 《旧唐书·天文志》 |
| 水运仪象台建成 | 1092 年 | 《宋史·天文志》 |
| 简仪制成 | 1276 年 | 《元史·郭守敬传》 |
| 现存明制简仪 | 15 世纪铸造 | 南京紫金山天文台 |
| 二十八宿距度偏差 | 多数在 0.1 度以内 | 据现代值比对研究 |
哪些是观测，哪些还是推断
常见问题
是。简仪是浑仪的简化版，两者都用来测天体坐标。区别在结构：浑仪把所有环套在一起，简仪拆成独立的两组。
指结构简化，不是精度降低。环数减少、装置分开之后，遮挡少了，误差来源也少了，实测精度反而提高。
能。南京紫金山天文台陈列有明制浑仪与简仪，可以看清环上的刻度与支承结构。它们是复制品，不是元代原件。
延伸阅读
- 《元史·郭守敬传》，中华书局点校本
- 李约瑟《中国科学技术史》第三卷（数学、天学和地学），科学出版社中译本
- 中国科学院紫金山天文台文物仪器说明（pmo.cas.cn）