基本簡介
中國河南告成觀星台中國河南告成觀星台是中國現存最為古老的天文台。大約始建於1276年，創建者是元代著名天文學家郭守敬。
觀星台座落於河南省登封城東南15公里的告成鎮北，是中國國務院公布的第一批全國重點文物保護單位。告城即古陽城，歷史上陽城曾被人們看作是天下的中心。相傳西周的大政治家周公為建設洛邑，曾來到陽城測驗日影。今觀星台南20米處，尚保留有唐開元十一年（公元723年）由天文官南宮說刻立的“周公測景台”石表一座，其制與《周禮》所記土圭測景之說相符。今觀星台前後，尚保存有照壁、大門、周公祠等文物。
觀星台高12.6米，底部有一面帶有雕刻的矮牆，幫助天文學家觀測日影的長度。告成觀星台的技術領先歐洲三百年。台北面設兩個對稱的梯道口，梯道的邊沿築圍欄一周，順磚砌壁，紅石壓頂並造60級石階，可盤旋登臨台頂。
歷史沿革
觀星台建於元代至元年間(公元1276--1279年)，距今已有730多年的歷史，是中國現存最古老的天文台，也是世界上現存較早的觀測天象建築之一。
元世祖忽必烈統一中以後，為恢復生產，命令太史令王恂等進行曆法改革並建造多處觀星台。經過許衡、王恂、郭守敬、楊恭懿等人的辛勤觀測推算，終於在公元1281年實行了當時世界上最先進的曆法－－《授時曆》。
此歷求得的回歸年周期365.2425日，合365天5時49分12秒，與今世界上許多國家使用的陽曆（格里高里歷）一秒也不差，但格歷是1582年由羅馬教皇格里高里歷改革的曆法，比《授時曆》晚300年。如與現代科學推算的回歸年周期相比，僅差26秒。
建築結構
中國河南告成觀星台中國河南告成觀星台由台身與石圭、表槽組成。台身上小下大，形似覆斗。台面呈方形，用水磨磚砌造。台高9.46米，連台頂小屋通高12.62米。台下邊寬16米多，上邊約為下邊之半。在台身北面，設有兩個對稱的出入口，築有磚石踏道和梯欄，盤旋簇擁台體，使整個建築布局顯得莊嚴巍峨。台頂各邊有明顯收縮，並砌有矮牆（女兒牆），台頂兩端小屋中間，由台底到台頂，有凹槽的“高表”。在凹槽正北是三十六塊青石平鋪的石圭（俗稱量天尺）。石圭通長31.19米。觀星台的建立反映了當時我國天文科學的巨大成就。 測影台在登封縣城東南十五公里的告城鎮北，建於唐開元十一年（公元723年）。測影台又名“周公測景台”。台用青石製作，分台座和石柱兩部分：台座上大下小，呈梯形錐體，四邊稍有偏斜，各邊寬窄不等。石柱為表，台座為圭。
觀星台是一座高大的青磚石結構建築，由台身和量天尺組成，台身形狀是覆斗狀，其作用是 “晝參日影，夜觀極星，以正朝夕”。觀星台不僅保存了中國古代圭表測影的實物，也是自周公土圭測影以來測影技術發展的高峰，它反映了我國天文科學發展的卓越成就，對於研究中國天文史和建築史都具有很高的價值。各種天文儀器：沈括浮漏，正方案，仰儀，景符，日晷，觀星台現為對外開放的文物旅遊景點。
中國古代天文觀測台坐落在河南省登封縣城東南15公里的告成鎮北，東經113°08306±315，北緯34°24169±13。中國歷代許多天文學家曾到這裡進行過天文觀測。《周禮·地官·司徒》載：“以土圭之法，測土深，正日景(古“影字”，下同)，以求地中……日至之景，尺有五寸，謂之地中。”東漢鄭玄在注釋中引用鄭眾的話說：“土圭之長，尺有五寸。以夏至之日，立八尺之表，其景適與土圭等，謂之地中。今潁川陽城地為然。”今觀星台南20米處，尚保存有唐開元十一年(公元723年)由天文官南宮說刻立的紀念石表一座，表南面刻“周公測景台”五字。表高196.5厘米，約為唐小尺8尺，表下石座上面北沿6.6～37厘米，切近唐小尺1.5尺，故知此表在規制上與《周禮》所載土圭測景說相近。
測影方法
中國河南告成觀星台中國著名的天文學家郭守敬，在元初對古代的圭表進行了改革，新創比傳統“八尺之表”高出五倍的高表。它測影的方法﹑原理在《元史·天文志》中有較詳細的記述。當時建築在元大都的高表據記載為銅製，圭為石制。表高50尺，寬2尺4寸，厚1尺2寸，植於石圭南端的石座中，入地及座中14尺，石圭以上表身高36尺，表上端鑄二龍，龍身半附表側，半身凌空擎起一根6尺長﹑3寸粗的“橫樑”。自梁心至表上端為4尺，自石圭上面至梁心40尺。石圭長度為128尺，寬4尺5寸，厚1尺4寸，座高2尺6寸。圭面中心和兩旁均刻有尺度，用以測量影長。為了克服表高影虛的缺陷，測影時，石圭上還加置一個根據針孔成像原理製成的景符，用以接受日影和梁影。景符下為方框，一端設有可旋機軸，軸上嵌入一個寬 2寸﹑長4寸﹑中穿孔竅的銅葉，其勢南低北高，依太陽高下調整角度。正午時，太陽光穿過景符北側上的小孔，在圭面上形成一很小的太陽倒像。南北移動景符，尋找從表端橫樑投下的梁影。這條經過景符小孔形成的梁影清晰實在﹑細若髮絲。當梁影平分日像時，即可度量日影長度。
中國河南告成觀星台的直壁和石圭正是郭守敬所創高表制度的僅有的實物例證。所不同的是，觀星台是以磚砌凹槽直壁代替了銅表。經過實地勘測推算。直壁高度和石圭長度等結構與《元史》所載多相符合。石圭以上至直壁上沿高36尺，從表槽上沿再向上4尺，即為置橫樑處，恰在小室視窗下沿，很適合人們在台頂操作。由此至圭面為40尺。通過仿製橫樑﹑景符進行實測，證明觀星台的測量誤差相當於太陽天頂距誤差1/3角分。
除了測量日影的功能之外，當年的觀星台上可能還有觀測星象等設施。元初進行“四海測驗”時，在此地觀測北極星的記錄，已載入《元史·天文志》中：“河南府陽城，北極出地三十四度太弱。”(“太弱”為古代一度的十二分之八)又據明萬曆十年(公元1582年)孫承基撰《重修元聖周公祠記》碑載：“磚崇台以觀星。台上故有滴漏壺，滴下注水，流以尺天。”由此可知觀星台當是一座具有測影﹑觀星和記時等多種功能的天文台。
發展現狀
中國河南告成觀星台在歷史上，觀星台屢遭破壞。元代以後，幾經修葺。明初，在台前建立了周公祠；嘉靖年間對台體與石圭進行較大規模的整修。清代對周公祠等建築進行維修。1961年列入國家重點文物保護單位後，1975年國家撥專款進行復修，並找到了早已散失的量天尺圭石，恢復了量天尺的三十六方圭石原貌，其長度達到31. 96米。與《元史》所載的石圭長128尺接近。重建了圍牆，美化了周圍環境，種植了花草樹木。觀星台已對外開放，每月有不少國內外學術界及廣大遊客到此參觀。
相關資料
中國河南告成觀星台《元史》中《授時曆》史料摘抄：
卷九·本紀第九 世祖六
十三年·六月甲子朔，甲戌，以《大明曆》浸差，命太子贊善王恂與江南日官置局更造新曆，以樞密副使張易董其事。易、恂奏：“今之歷家，徒知歷術，罕明歷理，宜得耆儒如許衡者商訂。”詔衡赴京師。
卷十·本紀第十 世祖七
十五年·二月壬午，置太史院，命太子贊善王恂掌院事，工部郎中郭守敬副之，集賢大學士兼國子祭酒許衡領焉。夏四月庚辰，以許衡言，遣使至杭州等處取在官書籍版刻至京師。十六年·二月戊寅朔，壬午，太史令王恂等言：“建司天台於大都，儀象圭表皆銅為之，宜增銅表高至四十尺，則景長而真。又請上都、洛陽等五處分置儀表，各選監候官。”從之。
卷十一·本紀第十一 世祖八
十七年·八月庚午朔，丁亥，許衡致仕，官其子師可為懷孟路總管，以便侍養。十一月己亥朔，甲子，詔頒《授時曆》 。
卷五十二·志第四 歷一
夫明時治歷，自黃帝、堯、舜與三代之盛王，莫不重之，其文備見於傳記矣。雖去古既遠，其法不詳，然原其要，不過隨時考驗，以合於天而已。漢劉歆作《三統曆》，始立積年日法，以為推步之準。後世因之，歷唐而宋，其更元改法者，凡數十家，豈故相為乖異哉？蓋天有不齊之運，而歷為一定之法，所以既久而不能不差，既差則不可不改也。
元初承用金《大明曆》，庚辰歲，太祖西征，五月望，月蝕不效；二月、五月朔，微月見於西南。中書令耶律楚材以《大明曆》後天，乃損節氣之分，減周天之秒，去交終之率，治月轉之餘，課兩曜之後先，調五行之出沒，以正《大明曆》之失。且以中元庚午歲，國兵南伐，而天下略定，推上元庚午歲天正十一月壬戌朔，子正冬至，日月合璧，五星聯珠，同會虛宿六度，以應太祖受命之符。又以西域、中原地里殊遠，創為里差以增損之，雖東西萬里，不復差忒。遂題其名曰《西征庚午元歷》，表上之，然不果頒用。
至元四年，西域札馬魯丁撰進《萬年曆》 ，世祖稍頒行之。十三年，平宋，遂詔前中書左丞許衡、太子贊善王恂、都水少監郭守敬改治新曆。衡等以為金雖改歷，止以宋《紀元歷》微加增益，實未嘗測驗於天，乃與南北日官陳鼎臣、鄧元麟、毛鵬翼、劉巨淵、王素、岳鉉、高敬等參考累代曆法，複測候日月星辰訊息運行之變，參別同異，酌取中數，以為曆本。十七年冬至，歷成，詔賜名曰《授時曆》。十八年，頒行天下。二十年，詔太子諭德李謙為《歷議》，發明新曆順天求合之微，考證前代人為附會之失，誠可以貽之永久，自古及今，其推驗之精，蓋未有出於此者也。今衡、恂、守敬等所撰《歷經》及謙《歷議》故存，皆可考據，是用具著於篇。惟《萬年曆》不復傳，而《庚午元歷》雖未嘗頒用，其為書猶在，因附著於後，使來者有考焉。作《歷志》。
