〔60〕明太祖平元，司天监进水晶刻漏，中设二木偶人，能按时自击钲鼓。太祖以其无益而碎之。洪武十七年，造观星盘。十八年，设观象台于鸡鸣山。二十四年，铸浑天仪。正统二年，行在钦天监正皇甫仲和奏言：“南京观象台设浑天仪、简仪、圭表以窥测七政行度，而北京乃止于齐化门城上观测，未有仪象。乞令本监官往南京，用木做造，挈赴北京，以较验北极出地高下，然后用铜别铸，庶几占测有凭。”从之。明年冬，乃铸铜浑天仪、简仪于北京。御制《观天器铭》。其词曰：“粤古大圣，体天施治，敬天以心，观天以器。厥器伊何？璇玑玉衡。玑象天体，衡审天行。历世代更，垂四千祀，沿制有作，其制寝备。即器而观，六合外仪，阳经阴纬，方位可稽。中仪三辰，黄赤二道，日月暨星，运行可考。内仪四游，横箫中贯，南北东西，低昂旋转。简仪之作，爰代玑衡，制约用密，疏朗而精。外有浑象，反而观诸，上规下矩，度数方隅。别有直表，其崇八尺，分至气序，考景咸得。县象在天，制器在人，测验推步，靡忒毫分。昔作今述，为制弥工，既明且悉，用将无穷。惟天勤民，事天首务，民不失宁，天其予顾。政纯于仁，天道以正，勒铭斯器，以励予敬。”十一年，监臣言：“简仪未刻度数，且地基卑下，窥测日星，为四面台宇所蔽。圭表置露台，光皆四散，影无定则。壶漏屋低，夜天池促，难以注水调品时刻。请更如法修造。”报可。明年冬，监正彭德清又言：“北京北极出地度、太阳出入时刻与南京不同，冬夏昼长夜短亦异。今宫禁及官府漏箭皆南京旧式，不可用。”有旨，令内官监改造。景泰六年又造内观象台简仪及铜壶。成化中，尚书周洪谟复请造璇玑玉衡，宪宗令自制以进。十四年，监臣请修晷影堂，从之。
明太祖平定元朝后，司天监进献了一个水晶刻漏，里面设置两个木偶人，能够按时自动敲击钲鼓。太祖认为它没有用处，就把它摔碎了。
〔61〕弘治二年1489，监正吴昊言：“考验四正日度，黄赤二道应交于壁轸。观象台旧制浑仪，黄赤二道交于奎轸，不合天象，其南北两轴不合两极出入之度，窥管又不与太阳出没相当，故虽设而不用。所用简仪则郭守敬遗制，而北极云柱差短，以测经星去极，亦不能无爽。请修改或别造，以成一代之制。”事下礼部，覆议令监副张绅造木样，以待试验，黄道度许修改焉。正德十六年1521，漏刻博士朱裕复言：“晷表尺寸不一，难以准测，而推算历数用南京日出分秒，似相矛盾。请敕大臣一员总理其事，铸立铜表，考四时日中之影。仍于河南阳城察旧立土圭，以合今日之晷，及分立圭表于山东、湖广、陕西、大名等处，以测四方之影。然后将内外晷影新旧历书错综参验，撰成定法，庶几天行合而交食不谬。”疏入不报。嘉靖二年1523修相风杆及简、浑二仪。七年1528始立四丈木表以测晷影，定气朔。由是钦天监之立运仪、正方案、悬晷、偏晷、盘晷诸式具备于观象台，一以元法为断。
弘治二年，钦天监监正吴昊上奏说：“考察二分二至的日度，黄道和赤道应当在壁宿和轸宿相交。观象台原有的浑仪，黄道和赤道却在奎宿和轸宿相交，与实际天象不符，它的南北两轴不符合北极出地的度数，观察管又不与太阳出没方位相当，所以虽然设置了却无法使用。现在使用的简仪是郭守敬留下的样式，但北极云柱偏短，用来测量恒星离北极的度数时，也不能没有误差。请求修改或重新制造，以形成本朝的仪器制度。”这件事交由礼部处理，礼部商议后命令监副张绅制作木制模型，以便进行试验，黄道度数允许修改。正德十六年，漏刻博士朱裕又说：“圭表和日晷尺寸不统一，难以准确测量，而且推算历法时使用南京的日出分秒，似乎相互矛盾。请敕命一位大臣总领此事，铸造铜表，考察一年四季正午时的太阳影子。另外在河南阳城考察原有的土圭，使之符合现在的日晷，并在山东、湖广、陕西、大名等地分别设立圭表，以测量四方的影子。然后将内外晷影记录和新旧历书相互参验，撰成定法，差不多能使天体运行符合而日食月食推算没有差错。”奏疏递上后没有答复。嘉靖二年修复了相风杆以及简仪、浑仪。嘉靖七年开始竖立四丈高的木表以测量日影，确定节气和朔望。从此钦天监的立运仪、正方案、悬晷、偏晷、盘晷等各式仪器在观象台都具备齐全，一概以元朝的仪法为标准。
〔62〕万历中，西洋人利玛窦制浑仪、天球、地球等器。仁和李之藻撰《浑天仪说》，发明制造施用之法，文多不载。其制不外于六合、三辰、四游之法。但古法北极出地，铸为定度，此则子午提规，可以随地度高下，于用为便耳。
万历年间，西洋人利玛窦制造了浑仪、天球仪、地球仪等仪器。仁和人李之藻撰写了《浑天仪说》，阐明了制造和使用的方法，内容很多这里就不详细记载了。这些仪器的构造不外乎六合仪、三辰仪、四游仪的规格。只是古代的方法将北极星出地的高度铸造成固定的度数，而利玛窦的仪器有子午提规这种装置，可以随着观测地点纬度的变化进行调整，在使用上更加方便。
〔63〕崇祯二年1629，礼部侍郎徐光启兼理历法，请造象限大仪六，纪限大仪三，平悬浑仪三，交食仪一，列宿经纬天球一，万国经纬地球一，平面日晷三，转盘星晷三，候时钟三，望远镜三。报允。已，又言：
崇祯二年，礼部侍郎徐光启兼管历法事务，请求制造六架象限大仪、三架纪限大仪、三架平悬浑仪、一架交食仪、一架列宿经纬天球仪、一架万国经纬地球仪、三架平面日晷、三架转盘星晷、三架候时钟、三架望远镜。皇帝批复同意。随后，他又进言道：
〔64〕定时之法，当议者五事：一曰壶漏，二曰指南针，三曰表臬，四曰仪，五曰晷。
关于计时的方法，应当讨论五个方面：第一是漏壶，第二是指南针，第三是表臬，第四是天体测量仪，第五是日晷。
〔65〕漏壶，水有新旧滑濇则迟疾异，漏管有时塞时磷则缓急异。正漏之初，必于正午初刻。此刻一误，靡所不误。故壶漏特以济晨昏阴晦仪晷表臬所不及，而非定时之本。
漏壶里的水，有新有旧，有滑有涩，这会导致水流速度快慢不同；漏管有时堵塞有时畅通，也会导致速度缓急不同。校正漏刻的起始时间，定在正午初刻。这个时刻一旦弄错，那么所有时刻都会跟着出错。所以漏壶只是为了弥补在清晨黄昏、阴天昏暗时，浑仪、日晷、圭表等仪器无法测量的情况，而并不是定时的根本依据。
〔66〕指南针，术人用以定南北，辨方正位咸取则焉。然针非指正子午，曩云多偏丙午之间。以法考之，各地不同。在京师则偏东五度四十分。若凭以造晷，冬至午正先天一刻四十四分有奇，夏至午正先天五十一分有奇。
指南针，方士们用它来确定南北，辨别方向和位置都以它为标准。然而，指南针并不是精确指向正南正北，过去人们常说它大多偏向丙午之间（即南偏东方向）。按照规律来考察，各个地方（的磁偏角）是不同的。在北京，指南针偏向东方五度四十分。如果根据这个来制作日晷，那么冬至的正午时刻会比实际真太阳时早一刻四十四分多一点，夏至的正午时刻则会早五十一分多一点。
〔67〕若表臬者，即《考工》匠人置{埶木}之法，识日出入之影，参诸日中之影，以正方位。今法置小表于地平，午正前后累测日影，以求相等之两长影为东西，因得中间最短之影为正子午，其术简甚。
所谓“表臬”，就是《考工记》中匠人立木杆的方法，观测日出和日落时的影子，并与正午时的影子相对照，以校正方向。现在的方法是在平地上立一根短标杆，在正午前后连续测量日影，以找到两个长度相等的影子作为东西方向，并由此得到中间最短的影子作为正南北方向，这个方法非常简单。
〔68〕仪者，本台故有立运仪，测验七政高度。臣用以较定子午，于午前屡测太阳高度，因最高之度，即得最短之影，是为南北正线。
仪器方面，我们天文台本来就有一种叫立运仪的，用来测量日月和五大行星的高度。我拿它来校准确定子午线，在正午以前多次测量太阳的高度，根据太阳升到最高时的角度，就能得到影子最短的时刻，这条线就是准确南北方向的正线。
〔69〕既定子午卯酉之正线，因以法分布时刻，加入节气诸线，即成平面日晷。又今所用员石欹晷是为赤道晷，亦用所得正子午线较定。此二晷皆可得天之正时刻，所为昼测日也。若测星之晷，实《周礼》夜考极星之法。然古时北极星正当不动之处，今时久渐移，已去不动处三度有奇，旧法不可复用。故用重盘星晷，上书时刻，下书节气，仰测近极二星即得时刻，所谓夜测星也。
已经确定了正南正北和正东正西的基准线，然后按照方法布置时刻刻度，再加入二十四节气这些线条，就做成了平面日晷。另外，现在所使用的圆石斜晷叫做赤道晷，也是用已经测得的正南正北线来校准。这两种日晷都能测得太阳的正确时刻，是用来在白天观测太阳的。至于观测星星的晷，实际上是《周礼》里记载的夜间测定北极星的方法。但古代北极星正好在不动的点上，现在时间久了渐渐移动，已经偏离不动点三度多，老方法不能再用。所以使用双盘星晷，上盘写时刻，下盘写节气，仰头观测靠近北极的两颗星就能得到时刻，这就是所谓的夜间观测星象计时。
七年（这里可能指崇祯七年），担任监督修订历法一职的右参政李天经说道：
〔71〕辅臣光启言定时之法，古有壶漏，近有轮钟，二者皆由人力迁就，不如求端于日星，以天合天，乃为本法，特请制日晷、星晷、望远镜三器。臣奉命接管，敢先言其略。
辅臣徐光启进言说：确定时间的方法，古代有漏壶，近代有轮钟，这两种都需要人工调节，不如从太阳和星辰那里寻找根本标准，用自然来契合自然，这才是根本的方法。所以特地请求制造日晷、星晷和望远镜这三样仪器。我奉命接手这事，冒昧先讲个大概。
〔72〕日晷者，砻石为平面，界节气十三线，内冬夏二至各一线，其余日行相等之节气，皆两节气同一线也。平面之周列时刻线，以各节气太阳出入为限。又依京师北极出地度，范为三角铜表置其中。表体之全影指时刻，表中之锐影指节气。此日晷之大略也。
日晷，是把石头磨成平面，在平面上划分出十三根节气线，其中冬至和夏至各有一根单独的线，其余各节气因为太阳运行时间相等，都是两个节气共用一根线。平面的周围排列出时刻线，以每个节气太阳升起和落下的时间为界限。又根据京城北极星出地的高度，浇铸成一个三角形的铜表放置在晷面中央。铜表整体的影子指示时刻，表中尖端的影子指示节气。这就是日晷的大致情况。
〔73〕星晷者，治铜为柱，上安重盘。内盘镌周天度数，列十二宫以分节气，外盘镌列时刻，中横刻一缝，用以窥星。法将外盘子正初刻移对内盘节气，乃转移铜盘北望帝星与句陈大星，使两星同见缝中，即视盘面锐表所指，为正时刻。此星晷之大略也。
星晷这种仪器，是用冶铜制成柱子，上面安装两层盘。内盘刻有周天度数，列出十二宫来划分节气；外盘刻有时刻，中间横刻一条缝，用来观测星星。使用方法是将外盘的子时正初刻对齐内盘的节气位置，然后转动铜盘，向北望帝星和勾陈大星，使这两颗星同时出现在缝隙中，这时看盘面上锐表所指的位置，就是正确的时刻。这就是星晷的大致情况。
〔74〕若夫望远镜，亦名窥筒，其制虚管层叠相套，使可伸缩，两端俱用玻璃，随所视物之远近以为长短。不但可以窥天象，且能摄数里外物如在目前，可以望敌施炮，有大用焉。
望远镜，也叫做窥筒，它的制作是用空心管子一层层互相套起来，可以自由伸缩，两端都装上玻璃镜片，根据所看物体的远近来调整长度。不仅可以用它来观察天文现象，而且能够把几里之外的景物拉到眼前一样清晰，可以用来瞭望敌情和发射火炮，用处非常大。
〔77〕明年，天经又请造沙漏。明初，詹希元以水漏至严寒水冻辄不能行，故以沙代水。然沙行太疾，未协天运，乃以斗轮之外复加四轮，轮皆三十六齿。厥后周述学病其窍太小，而沙易堙，乃更制为六轮，其五轮悉三十齿，而微裕其窍，运行始与晷协。天经所请，殆其遗意欤。
第二年，天经又请求制造沙漏。明朝初年，詹希元因为水漏到了严寒时水会冻结而无法运行，所以用沙代替水。但是沙流得太快，与天文运行不协调，于是他在斗轮之外又加了四个轮子，每个轮子有三十六个齿。后来周述学认为它的孔太小，沙容易堵塞，就改制成六个轮子，其中五个轮子都是三十个齿，并且稍微把孔扩大了一些，这样运行才开始与日晷协调。天经所请求的，大概就是这种遗留下来的方法吧。