是以浑天说为理论基础而制造的测量天体的仪器。我国浑仪的发明大约是在战国中期至秦汉时代。有史料记载的最早制造浑仪的是西汉时期的落下宏。由于我国古代天文学家测量天体的位置是用八宿度和去极度来表示，所以我们推测比较原始的浑仪由两个环圈组成：一个是固定不动的赤道环，它的平面平行赤道面，环面上刻有周天度数365.25度;另一个是赤经环，它能够绕着极轴旋转。在赤经环上附设有观测用的窥管，窥管可以绕着赤经环中心旋转。利用赤道坐标系统量度恒星的位置是很方便的，因为所有的恒星每天都是东升西落，都平行于赤道面的。但是，由于太阳在恒星背景上的视运动轨道——黄道，与赤道有23度的倾斜角，因此用赤道坐标系统测量太阳的位置就很不方便。为了便于测量太阳的位置，东汉的傅安和贾逵改进了浑仪，制造了名为“太史黄道铜仪”的浑仪。到了张衡时代，浑仪上又增设了地平环和子午环。

有详细结构记录传世的第一架浑仪直到东晋时期才出现。这架仪器是由前赵的史官丞孔挺于光初六年(323)制作的。据《隋书·天文志》记载，它有两层结构。外层由一个地平单环、一个赤道单环和一个子午双环叠套而成，它们既起骨架作用，又带有刻度，内层由一个直径8尺的赤经双环构成，环上带有一根径向轴，安装在子午双环上代表北极和南极的圆孔里，使赤经双环能绕极轴旋转，所以后世称为四游环。环上装一根用来瞄准的窥管，可以在环面内绕环心转动。通过调节四游环及窥管的位置，便可瞄准任一方位，进行测量。此时窥管在四游环上指示的是去极度，四游环在赤道环上指示的赤经度。后魏时，斛兰在永兴四年(412)制造一架浑仪，称为太史候部铁仪。这架仪器大部是用铁制的，它的结构基本上和孔挺的一致。所特殊的是它有个十字底座。仪器的东、西、南、北四根柱子就立在这十字底座上。底座上面有个字沟，灌上水以后就能用作底座的校正器。这架仪器一直使用了200年左右。唐朝初年，李淳风上书指出，孔挺式浑仪只有赤道而无黄道，建议重造新仪，经批准于贞观七年(667)制成了一架浑天黄道仪。这架仪器共分三层：最外层叫六合仪，由赤道、地平单环和子午环构成;中间一层名叫三辰仪，由赤道、黄道及白道单环与赤经环组成，直径达8尺，可绕极轴旋转;里面一层是四游环，也叫四游仪。这架仪器的主要创造在于三辰仪，其中的赤道环上标有二十八宿位置，观测时只要把它们与天球上的二十八宿对准，则黄道环就与天上的黄道对准了。另外，三辰仪上还首次装上了白道环，有利于月亮运动的精确观测。而且为了适应黄白交点每249个交点月沿黄道移动一周的变化，李淳风还在黄道环上打了249个孔，每过一个交点月就把白道环的位置移动一孔。李淳风浑仪确立了中国浑仪三重结构的形制，但同时也使其结构和操作复杂化了。开元九年(723)，僧一行和梁令辉对浑仪进行革新，创制了铜仪，称太史黄道游仪。这架仪器与李淳风的浑仪一样也是三重，但外层和中层上都有明显改变。一是取消了李淳风六合仪中的赤道环，代之以卯酉环。二是在赤道环上每度打一个孔，使黄道环的位置能模仿古人所理解的岁差现象，不断沿着赤道环退行。黄道游仪之名由此而来。三是在黄道环上每度打一孔，而不是249孔，用以模拟黄白交点的退行。这比李淳风的仪器要稍简便些。此外，为了能更方便地进行中天观测，黄道游中的四根支柱安放在四个斜角方向。

浑仪

北宋制造的浑仪很多。从至道元年(995)到元佑七年(1092)前后不到一百年时间里共制了4架大型浑仪，是浑仪发展的黄金时代。例如，皇佑三年(1051)制成的浑仪，取消了以前在地平环上进行百刻分刻的方法，而把百刻分刻刻到固定的赤道环上，从而起到时盘作用，可直接用于地方真太阳时及恒星时的测量。再如，沈括在熙宁七年(1074)制成的熙宁浑仪上取消了白道环，以减小它对视线的遮挡。还把窥管的下孔孔径按比例缩小为上孔孔径的五分之一，从而减小了瞄准误差。取消白道环是浑仪发展史上一个深刻的转折点。如取消白道环代之以用计算的方法确定月亮的位置，改变了浑仪中黄道环、赤道环的位置，使它们视线的遮挡减少了许多，等等。沈括的大胆革新，为此后的天文仪器发展开辟了崭新的途径。到了元代，郭守敬对浑仪进行了根本的变革，创造了着名的简仪。

这些浑仪大多未能保存下来，保存至今的只有明代正统二至七年(1437～1442)按古代浑仪仿制的一架，该仪器现存紫金山天文台。

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