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簡儀前方的立運環屬於地平觀測系統，觀測天體所在位置的水平方位與垂直仰角，類似今日觀測儀器的經緯儀，與簡儀主要的赤道儀類型觀測系統不同。

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。

為了描述天上星體的位置，我們在天空中建立了類似地球經緯度的座標系統。

從設置簡儀的水平、方位和極軸時，所採用的水渠、正方案和定極環的設計，我們已經可以發現簡儀的設計對於提升觀測準確度做了相當多努力。而百刻環刻度的設定與窺衡的改進，更是進一步提升簡儀觀測準確度的重要設計。

簡儀最重要的觀測設計近似今日赤道儀的原理，因此在設置簡儀的時候，必須完成：水平、正對北方、以及對準天極（天球北極）三個步驟，利用了底座水渠、正方案與定極環的設計。

隨著天文觀測的結果越來越多，也越來越精確，於是中國古代的天文學家也一一將這些觀測天文所得到的規律和特徵裝置到觀測儀器上頭。所以觀察北宋時期蘇頌所製作的渾儀（在水運儀象臺的頂層），可以發現天文觀測儀器上有各種環圈層層疊疊地套接在一起。不僅製作困難，環圈也阻擋了觀測時的視線。於是天文觀測儀器的構造開始朝向簡單化設計，去除掉用在演示天體運行的環圈，只保留觀測需要用到的環圈。最後由元代的天文學家郭守敬設計出簡儀，將中國古代天文觀測技術推向了頂峰。

這是南台科大古機械研究所和創藝天時所合作開發的渾儀動手做，渾儀的結構是參考北宋時期蘇頌所設計的渾儀，渾儀模型的內部結構與原始設計相同，只有底座有稍微修改。完成後的渾儀模型具有完整的功能，雖然模型太小沒辦法直接拿來觀測天空，但操作模型就可以清楚古代渾儀的設計與天體運行的關連，是喜歡天文、星象、以及動手作的朋友不可錯過的好東西！

在中國科學與技術展示區所展示的這塊蘇州石刻天文圖，原本是南宋時期黃裳要教太子天文學的時候所畫，後來由王致遠撰寫文字並刻成石碑（西元1247年）。上半部的天文圖是根據北宋最新觀測的結果所繪製而成，下半部的文字則描述了當時中國對天體運行規律的認識。所以說蘇州石刻天文圖是當時全世界內容最豐富的天文學課本，不僅圖文並茂，而且觀測結果領先世界好幾百年，是中國古代科學發展的重要里程碑之一。