圭表的主要作用是什么（利用日影进行测量的古代天文仪器）

圭表简介

圭表是古代汉族科学家发明的度量日影长度的一种天文仪器，由“圭”和“表”两个部件组成。

圭表和日晷一样，也是利用日影进行测量的古代天文仪器，早在公元前20世纪，陶寺遗址时期，中国就开始使用了。

据说，日晷还是在它的基础上发展起来的。圭表是测定正午的日影长度以定节令，定回归年或阳历年。在很长一段历史时期内，中国所测定的回归年数值的准确度都居世界第一。

圭表的用途

一、辨方正位

大约在新石器时代，古人便掌握了利用表来确定方位的方法。辨方正位的简易方法见于战国时代的《考工记》和《周髀算经》。

其具体做法是：先将地面修治水平，尔后将表竖直填埋，并自表顶引悬八绳，分置表的四方与四维，用它来校正表的垂直，当八绳全部依附于表体可知这时表已经处于垂直的状态，于是可以开始测影。

测影时需以表为圆心画一个圆周，然后观测同一天日出日落影子与圆周的交点，这样连接两个交点的直线就是正东西的方向。

当然为了方向尽量标准，还要参考白天正午时刻的表影方向和夜间北极星的方向。

二、揆气定时

表最重要的当然是测定节气。由于地球的公转，太阳在一年中的视高度变化显著，夏至日行极北，日中时刻表影最短，冬至日行极南，日中时刻表影最长;春分和秋分太阳出没于正东西，日中时刻表影适中。

这四个时点不仅在观测上具有特别重要的意义，同时更是建构回归年的四个时间标记点。由于一年中只有夏至日正午的表影最短，验测相对方便，因此在早期先民的测影活动中，挨度夏至日正午影长的工作格外重要

然而随着历法岁首的后移，以冬至作为一个天文年度起算点的传统逐渐形成，这使利用圭表测定太阳到达冬至点的时刻成为求测回归年长度的关健工作。

然而冬至点并非总发生在日中，它可能出现在一天之中的任何时刻，因此，为求得准确的冬至时刻，古人就必须对冬至日影进行连续不断的长期测算。

圭表的工作原理

圭表是中国古代观测天象的仪器。在不同季节，太阳的出没方位和正午高度不同，并有周期变化的规律。

于露天将圭平置于表北面，根据圭上表影，测量、比较和标定日影的周日、周年变化，可以定方向、测时间、求出周年常数、划分季节和制定历法。所以圭表测影是中国古代天文学的主要观测手段之一。

圭表垂直立于平地上测日影的标杆和石柱，叫做表；正南正北方向平放的测定表影长度的刻板，叫做圭。当太阳照着表的时候，圭上出现了表的影子，根据影子和方向和长度，就能读出时间。

通过进一步研究计算，古代汉族学者还掌握了二十四节气的圭表日影长度。这样，圭表不仅可以用来制定节令，而且还可以用来在历书中排出未来的阳历年以及二十四个二节令的日期，作为指导汉族劳动人民农事活动的重要依据。

圭表的主要功能是测定冬至日所在，并进而确定回归年长度，此外，通过观测表影的变化可确定方向和节气。

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