〔2〕汉创浑天仪，谓即玑衡遗制，唐、宋皆仿为之。至元始有简仪、仰仪、闚几、景符等器，视古加详焉。明于北京齐化门内倚城筑观象台，仿元制作浑仪、简仪、天体三仪，置于台上。台下有晷景堂、圭表、壶漏，清初因之。康熙八年1669，圣祖用监臣南怀仁言，改造六仪，曰黄道经纬仪、赤道经纬仪、地平经仪、地平纬仪、纪限仪、天体仪。五十二年1713，复将地平经、纬合为一仪。乾隆九年1744，高宗御制玑衡抚辰仪，并安置台上。今考各形制用法，悉著于篇。
汉代创制了浑天仪，据说就是古代玑衡的遗制，唐代和宋代都仿照它制造。到了元代才有了简仪、仰仪、窥几、景符等仪器，比古代更加详细。明代在北京齐化门内靠城墙建造了观象台，仿照元代的制度制作了浑仪、简仪、天体仪三种仪器，放置在台上。台下有晷景堂、圭表、壶漏，清朝初年沿用了这些。康熙八年，圣祖采纳了监臣南怀仁的建议，改造成了六种仪器，分别是黄道经纬仪、赤道经纬仪、地平经仪、地平纬仪、纪限仪、天体仪。康熙五十二年，又将地平经仪和地平纬仪合并为一种仪器。乾隆九年，高宗亲自制作了玑衡抚辰仪，也安放在台上。现在考证各种仪器的形制和用法，全部记载在篇中。
〔3〕黄道经纬仪，仪之圈有四，各分四象限，限各九十度。其外大圈恒定而不移者，名天元子午规，外径六尺，规面厚一寸三分，侧面宽二寸五分，规之下半夹入于云座。仰载之半圈，前后正直子午，上直天顶，中直地平。从地平上下按京师南北两极出入度分，定赤道两极。次内为过极至圈，圈周平分处，各以钢枢贯于赤道二极。又依黄赤大距度，于过极至圈上定黄道南北极。距黄极九十度安黄道圈，与过极至圈十字相交，各陷其中以相入，令两圈为一体，旋转相从。黄道圈之两侧面，一为十二宫，一为二十四节气。其两交，一当冬至，一当夏至。次内为黄道经圈，则以钢枢贯于黄极焉。圈之径为圆轴，围三寸。轴之中心立圆柱为纬表，与经圈侧面成直角，而黄道圈经圈上各设游表，仪顶更设铜丝为垂线。全仪以双龙擎之，复为交梁以立龙足。梁之四端，各承以狮，仍置螺柱以取平。垂线有偏侧，则转螺柱，垂线正，则仪正矣。用法，欲求某星黄道经纬度，须一人于黄道圈上查先所得某星之经纬度分，其上加游表，而过南北轴中柱，表对星定仪；又一人用游表于经圈上过柱，表对所测之星，游移取置，则经圈上游表之指线定某星纬度。又定仪查黄道圈两表相距之度分，即某星之经度差。或测日月，以距星为比，亦如之。
黄道经纬仪，仪器上有四个圈，每个圈都分成四个象限，每个象限九十度。其中最外面的大圈固定不动，叫做天元子午规，外径六尺，规面厚度一寸三分，侧面宽度二寸五分，规的下半部分夹在云座里。上方托着的半圈，前后正好对准子午线，上面指向天顶，中间指向地平。从地平上下按照北京南北极出入的度数，确定赤道两极。里面是过极至圈，在圈周平分的地方，各用钢轴贯穿在赤道两极上。再根据黄道和赤道之间的最大距离（约23.5度），在过极至圈上确定黄道南北极。距离黄极九十度的地方安装黄道圈，与过极至圈十字相交，各自凹陷进去相互嵌入，使两个圈合为一体，可以一起旋转。黄道圈的两个侧面，一面刻着十二宫，一面刻着二十四节气。两个交点，一个对应冬至，一个对应夏至。再里面是黄道经圈，用钢轴贯穿在黄极上。圈的直径是圆轴，周长三寸。轴的中心立着圆柱作为纬表，与经圈侧面成直角。黄道圈和经圈上各设有游表，仪器顶部还设有铜丝作为垂线。整个仪器由两条龙托举着，还有交叉的横梁来支撑龙脚。横梁的四端，各由狮子承托，还装有螺柱用来调平。如果垂线偏斜，就转动螺柱，垂线正了，仪器就正了。使用方法：要测量某颗星的黄道经纬度，需要一个人先在黄道圈上查找之前得到的这颗星的经纬度分，在上面加上游表，然后通过南北轴的中心柱，使表对准星体来固定仪器；另一个人用游表在经圈上通过中心柱，使表对准所要测量的星，移动游表找准位置，那么经圈上游表所指的线就确定了这颗星的纬度。再固定仪器，查看黄道圈上两个表相距的度数，就是这颗星的经度差。或者测量太阳月亮，以距离星为参照，方法也一样。
〔4〕赤道经纬仪，仪有三圈，外大圈者，天元子午规也。以一龙南向而负之。规之分度定极，皆与黄道仪同。去极九十度安赤道圈，与子午规十字相交，恒定不动。圈内规面及上侧面皆鋟二十四时，时各四刻。外规面分三百六十度，内安赤道经圈。以南北极为枢，而可东西游转，与赤道圈内规面相切。经圈径为圆轴，轴中心立圆柱，以及游表、垂线、交梁、螺柱等法，皆同黄道仪。用法，若测日时刻，则赤道圈上用时刻游表，即通光耳，对于南北轴表，视赤道圈内游表所指，即时刻分秒。若诸曜经度，用两通光耳，即两径表，在赤道圈上一定一游。一人从定耳窥南北轴表，与先得星相参测之；一人以游耳转移迁就，而窥本轴表与所测参相直，视两耳间应赤道圈上之度分，即两经度之差也。纬度亦以通光耳于经圈上转移而迁就焉。务欲令目与表与所测相参直，视本耳下经圈在赤道或南或北之度分，即所测距赤道南北之度分也。
赤道经纬仪，有三个圈。外面的大圈是天元子午规，由一条面朝南的龙背负着。子午规的分度和确定极点的方法，都与黄道仪相同。在距离极点九十度的位置安装赤道圈，与子午规成十字交叉，固定不动。赤道圈的内侧面和上侧面都刻有二十四小时，每小时分成四刻；外侧面刻有三百六十度。内部安装赤道经圈，它以南北极为轴心，可以东西自由转动，并与赤道圈的内侧面相切。经圈的主体是一个圆轴，轴中心竖有一个圆柱，至于游表、垂线、交梁、螺柱等构件，都与黄道仪相同。使用方法：如果要测量太阳的时刻，就在赤道圈上使用时刻游表（也就是通光耳），对准南北轴表，观察赤道圈内游表所指的位置，就能得到具体的时刻分秒。如果要测量各星体的经度，则用两个通光耳（即两个径表），其中一个在赤道圈上固定，另一个可以移动。一个人从固定的通光耳观测南北轴表，与事先已知的星体位置相互参照；另一个人移动游动的通光耳，使其与所测星体对准，观察两个通光耳之间在赤道圈上所对应的度数，这就是两个星体之间的经度差。测量纬度也是用通光耳在经圈上移动来对准。务必让眼睛、瞄准表和被测星体成一直线，观察通光耳下方经圈在赤道以北或以南的度数，这就是所测星体距离赤道南北的纬度。
〔5〕地平经仪，仪只一地平圈，全径六尺，其平面宽二寸五分，厚一寸二分。分四象限，各九十度。以四龙立于交梁以承之。梁之四端，各施取平之螺柱。梁之交处安立柱，高与地平圈等，適当地平圈之中心。又于地平圈上东西各立一轴，约高四尺，柱各一龙，盘旋而上，从柱端各伸一爪，互捧圆珠。下有立轴，其形扁方，空其中如窗棂，以安直线。轴之上端入于珠，下端入立柱中心，令可旋转。而轴中之线，恒为天顶之垂线焉。又为长方横表，长如地平圈，全径厚一寸，宽一寸五分，中心开方孔管于立轴下端，使随立轴旋转。复剡其两端令锐，以指地平圈之度分。又自两端各出一线，而上会于立轴中直线之顶，成两三角形。凡有所测，则旋转游表，使三线与所测参相直，乃视表端所指，即所测之地平经度也。
地平经仪，仪器只有一个地平圈，全径六尺，平面宽度二寸五分，厚度一寸二分。分为四个象限，每个象限九十度。由四条龙站在交叉的横梁上承托。横梁的四端，各装有调平的螺柱。横梁交叉处安装立柱，高度与地平圈相等，正好在地平圈的中心。在地平圈上东西各立一根轴，大约高四尺，每根轴上有一条龙盘旋而上，从柱端各伸出一只爪子，互相捧着圆珠。下面有立轴，形状扁方，中间空着像窗棂一样，用来安装直线。轴的上端插入圆珠，下端插入立柱中心，可以旋转。轴中的线，始终是天顶的垂线。还有一个长方形的横表，长度与地平圈的全径相同，厚度一寸，宽度一寸五分，中心开方孔套在立轴下端，让它随立轴旋转。再将两端削尖，用来指示地平圈上的度数。又从两端各引出一根线，向上会合在立轴中直线的顶端，形成两个三角形。凡是测量时，就旋转游表，使三条线与所测目标成一直线，然后看表端所指，就是所测的地平经度。
〔6〕地平纬仪，即象限仪，盖取全圆四分之一以测高度者也。其弧九十度，其两边皆圆半径，长六尺。两半径交处为仪心。仪架东西立柱，各以二龙拱之。上架横梁，又立中柱上管于横梁，令可转动仪心，上指仪之两边，一与中柱平行，一与横梁平行。又于仪心立短圆柱以为表，又加窥衡，长与半径等，上端安于仪心，剡其下端，以指弧面度分，更安表耳。有所测，乃以窥衡上下游移，从表耳缝中窥圆柱，令与所测相参直。其衡端所指度分，即所测之地平纬度也。
地平纬仪，就是象限仪，是取整个圆的四分之一来测量高度的仪器。它的弧长九十度，两边都是圆的半径，长六尺。两个半径相交的地方是仪心。仪器架子的东西方向竖立着立柱，各由两条龙拱卫着。上面架着横梁，又立一根中柱，上端穿过横梁，可以转动，使仪心向上对准仪器的两边，一边与中柱平行，一边与横梁平行。在仪心立一个短圆柱作为表，再加上窥衡，长度与半径相等，上端安装在仪心，下端削尖，用来指示弧面上的度数，还安装了表耳。测量时，用窥衡上下游移，从表耳的缝隙中看圆柱，使它与所测目标成一直线。窥衡下端所指的度数，就是所测的地平纬度。
〔7〕纪限仪，弧面为全圆六分之一，分六十度。一弧一幹，幹长六尺，即全圆之半径。弧之宽二寸五分，幹之左右，细云纠缦缠连，所以固之。幹之上端有小衡，与幹成十字。仪心与衡两端皆立圆柱为表，弧面设游表。承仪之台，约高四尺，中植立柱，以系仪之重心，则左右旋转，高低斜侧，无所不可，故又名百游仪焉。用法，测两曜，不论黄赤经纬，而求大圈相距之度，一人从衡端耳表窥中心柱表，对定此曜；又一人从游耳表向中心柱表窥彼曜相参直，视衡端至游耳表下度分，即两曜相距度分也。
纪限仪，弧面是整个圆的六分之一，分成六十度。有一个弧和一个干，干长六尺，就是整个圆的半径。弧的宽度二寸五分，干的左右有细云纹缠绕连接，用来加固。干的上端有一个小横杆，与干成十字形。仪心和小横杆两端都立着圆柱作为表，弧面上设有游表。承托仪器的台子，大约高四尺，中间立着柱子，用来系住仪器的重心，这样仪器可以左右旋转，高低倾斜，无所不能，所以又叫百游仪。使用方法：测量两个天体，不论黄道赤道经纬度，只求大圈上相距的度数。一个人从小横杆一端的耳表看中心柱表，对准这个天体；另一个人从游耳表向中心柱表看那个天体，使其成一直线，再看小横杆端到游耳表下方的度数，就是两个天体相距的度数。
〔8〕天体仪，仪为圆球，径六尺，宛然穹象，故以天体名之。中贯钢轴，露其两端，以属于子午规之南北极，令可转运。座高四尺七寸。座上为地平圈，宽八寸。当子午处各为阙，以入子午规。阙之度与子午规之宽厚等，则两圈十字相交，内规面恰平，而左右上下环抱乎仪。周围皆空五分，以便高弧游表进退。又安时盘于子午规外，径二尺，分二十四时。以北极为心，其指时刻之表，亦定于北极，令能随天体转移，又能自转焉。座下复设机轮，运转子午规，使北极随各方出地升降，各方天象隐见之限，皆可究观矣。
天体仪，仪器是一个圆球，直径六尺，像天穹的形状，所以用天体命名。中间贯穿一根钢轴，两端露出，连接到子午规的南北极，可以转动。底座高四尺七寸。底座上是地平圈，宽八寸。在子午处各有一个缺口，用来放入子午规。缺口的尺寸与子午规的宽厚相同，这样两个圈十字相交，内规面正好平齐，左右上下环抱着仪器。周围都留出五分空隙，以便高弧游表进退。在子午规外面还安装有时盘，直径二尺，分为二十四小时。以北极星为中心，指示时刻的表也固定在北极，可以随天体转动，又能自己转动。底座下面还设有机械轮，可以运转子午规，使北极随各地出地高度升降，各地天象隐现的界限，都可以详细观察。