簡介
登封觀象台元朝統治中國的歷史雖然很短，但是中國古代天文學的發展卻在這一時期達到了高峰，這與它擁有歷史上最為先進的天文台有很大關係。至元16年（1279），忽必烈在大都（今北京）建立了一座規模宏大的天文台，並把國家的天文機構：太史院設在了這裡。整座天文台長500尺，寬375尺，中心建築是一個高七丈，分三層的靈台。台下層的房屋是太史院和天文機構的辦公用房，可容納七十多人在此辦公；中層房屋分別用來安放水運渾儀、漏壺，張掛天文圖和收藏天文曆法圖書；上層安放的就是由郭守敬設計的簡儀、仰儀和正方案。另外，靈台的右邊是四丈高的高表，左邊的高台上是玲瓏儀，東西兩角為印歷工作局。這座天文台建築科學、設備完善，可以說是當時世界上最先進的天文台之一。 元初，郭守敬等人進行了一次全國性的大地測量。為此，他們在河南省登封縣（古稱陽城）建造了一座觀星台。這座台高四十尺，台身就是一個高表，台下從南往北延伸的就是一百二十尺的水平石圭。登封觀象台是中國現存最早的天文台。
位置
登封古觀象台在河南省登封縣城東南十五公里的告成鎮，古稱陽城。北望中嶽嵩山，南臨箕山，北面是周公廟。建於元朝初年（公元1279年前後），是中國現存最古老的天文測量建築，也是世界上重要的天文古蹟之一。
台身
登封觀象台登封古觀象台由台身和石圭組成，台為磚石混合結構，平面呈方形，下大上小，高9.46米（約當時4丈），連同台頂小室通高12.62米（台頂小室高3.16米，是明朝嘉靖七年公元1528年修葺時所建）。台體兩旁圍有盤鏇踏道，呈方形覆斗狀，四壁用水磨磚砌成。台上有二間小屋，分別安裝計時儀器漏壺和觀測儀器簡儀等。台北設有兩個對稱的踏道口，並設磚石踏道，對稱盤鏇在台頂，可以登台眺望。台頂邊緣有階欄及去水口。台的北壁正中有一個直通上下的凹槽，其下為石圭南端。台體收分為壁高的24.88%，與宋朝《營造法式》所在城壁收分為城高的２５％基本吻合。古觀象台台頂北部有一間瓦房。北壁中間砌成一個上下直通的凹形直槽，這是測日影“影表”表身
石圭
石圭（量天尺）從凹槽下放從南向北由36塊方青石連線而成，下部為磚砌基座。長31.196米（相當於12丈），寬0.53米，南端高0.56米，北端高0.62米。。石圭依南北方向擺放，其方位與現在測量子午線方向相符。圭面刻有雙股水道，水道南端有注水池，北端有泄水池；泄水池東西兩邊有泄水孔。泄水池下部有受水石座一個。還刻有尺度，用以測量水準。
創新
郭守敬為了能夠更準確地量度日影，把傳統的8尺高表，1丈3尺長圭，增大為4丈高表，12丈長圭表，是典型的“高表”，也是測景儀器的重大改革。高50尺(當中入地及座中14尺，即表身高36尺)，寬2.4尺，厚1.2尺，植於石圭南端的石座中。表上端鑄二龍，龍身半附表側，半身凌空擎一根長6尺，粗3寸粗的“橫樑”，由梁身至石圭面為40尺。
為了克服高表投影模糊的新問題，郭守敬發明了“景符”，提高了日影長度測量的精確度，景符下為方框，一端設有可鏇機軸，軸上嵌入一個寬2寸，長4寸，中穿孔的銅葉，其勢南低北高，可以依太陽高下調整角度。正午時，太陽光穿過景符上的小孔，在圭面上形成一很小的太陽倒像。南北移動這景符，尋找從表端橫樑投下的梁影。當梁影平分日像時，即可度量日影長度。這相當於現代的針孔成象原理。
郭守敬在堅持觀象台獲得許多較為精確的天象數據，使他編修的方法《授時曆》成為中國歷史上最為精密的曆法。
作用
觀星台的用途相當於測量日影的圭表。它那高高聳立的城樓式建築相當於一根直立於地面上的竿子，台下正北方的“長堤”則是一把用來度量日影長度的“量天尺”。台上有兩間小屋，一間放著漏壺，一間放著渾儀；兩室之間有一橫樑。每天正午，太陽光將台頂中間橫樑的影子投在“量天尺”上。冬至這天正午的投影最長，夏至這天正午的投影最短；從一個冬至或夏至到下一個冬至或夏至，就是一個回歸年的長度。中國古代就是採用這種方法測定一年的長度，從而為指定曆法奠定了基礎。
經考證，除了測量日影和記時的功能以外，當年的觀星台上可能還有觀測星象的設施，並有過在此地觀測北極星的記錄。
