中國古代天文觀測的座標系統與現今的天球（赤道）座標系統相近，但不完全一樣。相較於天球座標系統以地球表面的經緯度延伸為天球的赤經、赤緯座標，中國古代天文學則是以天極（天球北極）為參考點測量去極度（類似緯度方向），並以二十八宿為參考測量入宿度（類似經度方向）的座標系統。
天球座標系統的詳細說明可以在「天球座標」這篇文章中讀到。對於天上任一個星體的位置觀測方式，可以根據春分點當作參考位置，測量星體在東西方向相對的角度，定出赤經的座標。再以天球赤道當作參考基準，測量星體與天球赤道之間的夾角，得到赤緯的座標。以赤經、赤緯座標便可以測量並準確標示星體在天空中的位置。
中國古代天文學的觀測則是以天極（天球北極）當作基準，在利用窺管或窺衡找到觀測的星體時，窺管或窺衡與天極之間的夾角就稱為去極度，去極度的角度與赤緯的角度互餘（90－去極度＝赤緯）。所以渾儀或簡儀的四遊儀上都會標示刻度，方便觀測時直接讀出窺管或窺衡與天極夾角的角度。
在量測星體所在位置的經度方向角度時，中國古代是以二十八宿當作參考。由於二十八宿分佈在整個天球赤道附近，在測量任一個星體時，就會先找到距離這個星體最近的二十八宿之一當作參考點，測量星體與二十八宿的夾角，稱為入宿度，與現今天球座標系統的赤經是類似的概念，只有參考基準不同。
入宿度的測量是以轉動四遊儀來進行，因為四遊儀的轉軸與地球的自轉軸平行，所以四遊儀轉動的方向就是經度方向。簡儀的四遊儀有附帶指針，四遊儀轉動時指針會指向百刻環上的刻度。百刻環內還有赤道環，上面有二十八宿的刻度標示，可以依照節分與時辰轉動赤道環，對應天空中二十八宿的位置。再以窺衡與四遊儀的轉動，觀測到待測天體時，四遊儀的指針就可以讀出星體與最靠近的星宿夾角，稱為入宿度。
百刻環與赤道環所在的底座中，還有兩層環圈，可以帶動兩個「界衡」當作指標，協助入宿度的數據讀取與記錄（科博館的簡儀沒有看到界衡）。
因此中國古代進行天文觀測時，能夠精確標示出天體的位置，就是因為當時已經有一套相當完備的座標系統。但可惜的是，雖然經度方向以實際看得到的二十八宿當作參考基準，取代肉眼其實無法看到的春分點，是一個觀測上比較容易操作而且比較準確的方式。這在觀測相對位置不大會改變的恆星來說，絕對是比較好用的觀測方式。但是，在觀測位置會明顯變化的其他天體時（例如：行星、彗星），這樣的座標系統就出現了缺點。
我認為，入宿度雖然可以用來表示星體在經度方向的位置，但入宿度是以最靠近的二十八宿當作參考位置，在經度方向缺少一致的參考依據。當行星在二十八宿之間移動時，不同日期的記錄是以不同星宿的入宿度記錄，缺少一致的參考基準，就比較難發現行星運行的規律或不同行星運行的共同規律。
數百年後，當西方天文學家以天球座標系統的赤經、赤緯來描述行星位置，透過共同的參考座標以及球面座標的數學計算，天體運行的規律性被發現，使得天文學家對於天體運行預測的準確度也立刻大幅提升，成為十六、十七世紀歐洲科學革命的重要基礎。
這或許就是為什麼我們常說，元代的簡儀代表中國古代天文學發展的顛峰，雖然當時的觀測成就領先西方有三百年以上，但三百年後西方的天文學發展卻已經超越中國，甚至開始由西方傳教士擔任欽天監的職務，成為中國（清代）天文觀測位階最高的官員。
所以簡儀不單單是一見偉大的天文觀測儀器，同時也見證了中國古代天文學與西方天文學發展的關鍵轉折，訴說這段有趣的科學故事。