
北京古觀象臺位于建國門立交橋西南角,始建于公元1439年(明正統(tǒng)四年),是明、清兩代的皇家天文臺,也是世界上現(xiàn)存建筑完整、儀器齊全、連續(xù)觀測最悠久的古代天文臺之一,到1929年它已從事天文觀測近500年。
北京古觀象臺分為上下二層,一層院內(nèi)有紫微殿和東西配房,都是“中國古代天文學(xué)成就展覽”的展室,院落里和二層平臺上展放著多個古代天文儀器。
明朝時觀象臺被稱為“觀星臺”,臺上陳設(shè)有簡儀、渾儀和渾象等大型天文儀器,臺下陳設(shè)有圭表和漏壺。清代康熙和乾隆年間先后增設(shè)了8件銅制天文儀器。
1900年,德、法聯(lián)軍曾掠走臺上8件儀器和臺下的渾儀、簡儀,后于1921年返還。1931年,抗戰(zhàn)爆發(fā),臺下渾儀、簡儀、漏壺等7件儀器被運往南京,至今仍陳列于紫金山天文臺和南京博物院。


現(xiàn)北京古觀象臺院內(nèi)陳放的中國古代天文儀器主要有:明代銅制渾儀(復(fù)制品)、元代1:3銅制簡儀(復(fù)制品)、元代銅制正方案(復(fù)制品);后院陳放有日晷和圭表等古代計時儀器(復(fù)制品);觀星臺二層臺上陳列著八架清代鑄造的銅質(zhì)天文儀器。
1669-1674年間,清康熙帝命來華傳教士南懷仁監(jiān)造了6架新的天文儀器:赤道經(jīng)緯儀、黃道經(jīng)緯儀、地平經(jīng)儀、象限儀、紀(jì)限儀和天體儀,1715年又命傳教士紀(jì)理安制造了地平經(jīng)緯儀。1744年,乾隆皇帝下令按照中國傳統(tǒng)渾儀造一架新儀器,命名為璣衡撫辰儀。以上清制8架銅儀在造型、花飾、工藝等方面繼承了中國傳統(tǒng),但在刻度、游表、結(jié)構(gòu)等方面又反映了歐州文藝復(fù)興時代以后天文學(xué)的進(jìn)展和成就,是東西文化融合與交流的歷史見證。
赤道經(jīng)緯儀,最外是子午圈,與子午圈垂直相交的是赤道圈,赤道圈內(nèi)是一個可繞極軸轉(zhuǎn)動360度的過極經(jīng)圈(赤經(jīng)圈)。兩極之間的通軸中央安有橫表,儀器下邊有半圓形云座支撐子午圈,主要用來測量真太陽時和天體的赤經(jīng)、赤緯。
黃道經(jīng)緯儀,外圈正立的是子午圈,兩極安有銅軸,里面為極至圈,連接在極軸上。距黃極90度,橫置著黃道圈,和極至圈相直交。最里面是黃道經(jīng)圈,用銅軸貫于黃道南北極。主要用于測量天體的黃道經(jīng)度和緯度,以及二十四節(jié)氣,是中國第一架獨立的黃道坐標(biāo)系統(tǒng)觀測儀器。

地平經(jīng)儀,主體是地平圈,圈內(nèi)設(shè)有東西通徑,中間為圓盤。東西柱上,兩只蒼龍各伸出一爪合捧一個火球,球心表示天頂,與地平圈的中心成一條垂線。沿垂線方向安有一根上指天頂下指地心的中空立表,可旋轉(zhuǎn)360度。立表下端設(shè)有一個與它垂直的橫表,平放在地平圈上,用于測量天體的地平經(jīng)度。
象限儀,主要由象限環(huán)、數(shù)軸、豎軸、橫軸、窺橫等組成。90度的象限環(huán)上指天頂下指地心,橫邊與地平線平行,橫豎兩邊相交于圓心。儀器的背面正中是數(shù)軸,象限環(huán)固定在數(shù)軸上,可做360度旋轉(zhuǎn)。觀測時,轉(zhuǎn)動象限環(huán),將游表對準(zhǔn)待測星,游表所指刻度,就是這顆星的地平高度。


紀(jì)限儀,主要部件是一個60度的圓弧和一個桿,桿頂端伸出一根橫軸,橫軸稍下位置,左右各立一個小柱,用來幫助測量。它的下面中柱,插入游龍纏繞的圓座柱里,可四方旋轉(zhuǎn),主要用來測量兩個恒星的角距離。在中國此類儀器始于清朝。
天體儀,是一個直徑六尺的銅球(代表天球),球面上布列著大小不等的鍍金銅星1876顆和282個星官。球面刻有赤道圈、子午圈,四根立柱托著地平圈立于底座上。主要用于演示日、月、星辰在天球上的視位置,以及黃道、赤道和地平三個坐標(biāo)系統(tǒng)的相互換算等。天體儀緣于渾象,是我國現(xiàn)存最早的此類儀器。



地平經(jīng)緯儀,集地平經(jīng)儀和象限儀作用于一體,減少了由于使用兩架儀器測量所帶來的誤差。主要由地平圈、象限環(huán)、立柱、窺鏡四部分構(gòu)成,用于測量天體的地平坐標(biāo)。
璣衡撫辰儀,仿古代渾儀具有三重環(huán):子午雙圈、赤道經(jīng)圈和游旋赤道圈、雙層赤經(jīng)圈。子午圈下半部分用云座支撐,南北兩極設(shè)有銅軸。主要用于測定天體的赤經(jīng)差、赤緯和真太陽時。