人類原始的觀測太空“基地”是哪裏？
史料表明，中國是世界上天文學發展較早的國家之壹，天文觀測具有悠久的歷史。相傳在夏代就有天文臺，那時稱“清臺”，而商代的天文臺則叫做“神臺”，到了周代改稱為“靈臺”。以後，歷代天文臺又有觀象臺、觀星臺、司天臺、瞻星臺等名稱。
北京古觀象臺
事實上，早期的天文臺既是觀測星象的地方，又兼作祭祀活動的場所。古代帝王在該處祀天，同時又任命專職人員在這裏觀測天象，占蔔吉兇，編算歷書。
後來，隨著社會的發展，祀天和觀天逐漸分離，專門從事天文觀測的天文臺開始逐漸獨立出來。由於觀測天象與古代農牧業生產活動關系十分密切，從此，司天機構在我國壹直受到高度重視。除特殊情況外，歷代現象臺和觀天設備都建設在京城。
河南登封古觀星臺
我國現在尚存有幾處古天文臺遺址，其中保存較完好的有河南登封古觀星臺和北京古觀象臺。另有洛陽靈臺，坐落於河南偃師縣，它曾是東漢時期壹座規模宏大的天文臺，相傳著名科學家張衡曾在靈臺工作過。不過，目前這座古天文臺已成廢墟。據史書記載，洛陽靈臺在全盛時期曾呈現壹派繁忙景象。靈臺高約20米，其臺基約50米見方。全臺有43位工作人員，分工極為詳細，並且觀測項目應有盡有。因此，漢代時期我國天文學十分發達，在當時的世界上居於領先地位。
登封古觀星臺坐落在洛陽東80多千米遠的登封縣告成鎮，是我國現存最早的天文臺建築。始建於元世祖至元十六年(1279)，距今已有700多年歷史。聳立著的高臺和臺下的壹條長堤恰好組成壹具特殊的圭表。高臺即為立表，高9.46米；長堤相當於土圭，稱為量天尺，長31.19米，位於正南北方向。
天體儀示意圖
北京古觀象臺在建國門內立交橋西南側，建於明代正統七年至十壹年(1442~1446)，歷經明清兩代，容姿未衰。辛亥革命後，古觀象臺屬於教育部，成為北洋政府時期的中央觀象臺。從明正統年間到1929年止，北京古觀象臺連續觀測近500年，創造了連續觀測最久的世界紀錄。
而北京古觀象臺則安裝有8件清代制作的天文觀測儀器(天體儀、赤道經緯儀、黃道經緯儀、地平經儀、象限儀、紀限儀、地平經緯儀和璣衡撫辰儀)，它們以造型美觀、雕刻精細而著稱於世，1983年4月1日經整修正式對外開放。
圭表是我國古代度量日影長度的壹種天文儀器，由“圭”和“表”兩個部件組成。直立於平地上測日影的標桿和石柱，叫做表；正南正北方向平放的測定表影長度的刻板，叫做圭。
很早以前，人們發現房屋、樹木等物在太陽光照射下會投出影子，這些影子的變化有壹定的規律。於是便在平地上直立壹根竿子或石柱來觀察影子的變化，這根立竿或立柱就叫做“表”；用壹把尺子測量表影的長度和方向，則可知道時辰。後來，發現正午時的表影總是投向正北方向，就把石板制成的尺子平鋪在地面上，與立表垂直，尺子的壹頭連著表基，另壹頭則伸向正北方向，這把用石板制成的尺子叫“圭”。正午時表影投在石板上，古人就能直接讀出表影的長度值。
經過長期觀測，古人不僅了解到壹天中表影在正午最短，而且得出壹年內夏至日的正午，烈日高照，表影最短；冬至日的正午，煦陽斜射，表影則最長。於是，古人就以正午時的表影長度來確定節氣和壹年的長度。譬如，連續兩次測得表影的最長值，這兩次最長值相隔的天數，就是1年的時間長度，難怪我國古人早就知道1年等於365天多的數值。
圭表
儀征銅圭表是中國現存最早的圭表。1965年在江蘇儀征石碑村1號東漢墓出土。儀征銅圭表長34.5厘米，圭表合漢制1.5尺，邊緣上刻有尺寸單位；表高19.2厘米，合漢制8寸。圭、表間用樞軸連接，使之合為壹體。使用時將表豎立與圭垂直；平時可將表折入圭體中留出的空檔內，便於攜帶。根據傳統的說法，表高為8尺，這壹數值曾被長期沿用。該表的表高恰為8尺的1/10，說明它是壹件便攜式的測影儀器，可證明當時常設的天文臺用8尺的表進行觀測的說法是可信的。
在很多情況下，圭表測時的精度是與表的長度成正比的。元代傑出的天文學家郭守敬在周公測時的地方設計並建造了壹座測景臺。它由壹座9.46米高的高臺和從臺體北壁凹槽裏向北平鋪的長長的建築組成，這個高臺相當於堅固的表，平鋪臺北地面的是“量天尺”，即石圭。這個碩大的“圭表”使測量精度大大提高。
史料證明，以圭表測時，壹直延至明清，現在南京紫金山天文臺的壹具圭表，是明代正統年間（1437~1442）所造的。
遠古時的人們，日出而作、日沒而息，從太陽每天有規律的東升西落，直觀地感覺到了太陽與時間的關系，開始以太陽在天空中的位置來確定時間。但這很難精確。據記載，3000年前，西周丞相周公旦在河南登封縣設置過壹種以測定日影長度來確定時間的儀器，稱為圭表。這當為世界上最早的計時器。
此外，圭表還可以有多種用途，周秦時期，人們認為在同壹日子裏，南北兩地的日影長短倘若差1寸，它們之間的距離大約有1000裏。據說周王室裂地封侯的時候，用的就是這種辦法。圭表還可以測定方向。在地上畫許多個同心圓，將表竿豎立在圓心，當上下午表影頂點落在同壹圓周上時，將這些對應點連接起來，它們的中點軌跡與圓心連線便是南北方向。在夜裏，當視線通過表頂凝望北極時，這方向也即是南北方向。古人在搭建房舍，修造道路和營造宮殿的時候都要仔細地確定南北方向(即子午方向)，《詩經》上說“揆之以日，作於楚室”。揆，揣度的意思。全句可以解釋為：通過觀測日影來決定營造楚國宮殿的方向。
日晷是利用太陽投射的影子來測定時刻的裝置，又稱“日規”，是我國古代利用日影測得時刻的壹種計時儀器。
日冕
世界上最早的日晷誕生於6000年前的巴比倫王國。中國最早文獻記載是《隋書·天文誌》中提到的袁充於隋開皇十四年（574）發明的短影平儀，即地平日晷。赤道日晷的明確記載初見於南宋曾敏行的《獨醒雜誌》卷二中提到的晷影圖。
日晷通常由銅制的指針和石制的圓盤組成。銅制的指針叫做“晷針”，垂直地穿過圓盤中心，起著圭表中立竿的作用。因此，晷針又叫“表”，石制的圓盤叫做“晷面”，安放在石臺上，呈南高北低，使晷面平行於天赤道面，這樣，晷針的上端正好指向北天極，下端正好指向南天極。在晷面的正反兩面刻畫出12個大格，每個大格代表2個小時。當太陽光照在日晷上時，晷針的影子就會投向晷面，太陽由東向西移動，投向晷面的晷針影子也慢慢地由西向東移動。晷面的刻度是不均勻的。於是，移動著的晷針影子好像是現代鐘表的指針，晷面則是鐘表的表面，以此來顯示時刻。早晨，影子投向盤面西端的卯時附近。接著，日影在逐漸變短的同時，向北（下）方移動。當太陽達正南最高位置（上中天）時，針影位於正北（下）方，指示著當地的午時正時刻。午後，太陽西移，日影東斜，依次指向未、申、酉各個時辰。由於從春分到秋分期間，太陽總是在天赤道的北側運行，因此，晷針的影子投向晷面上方；從秋分到春分期間，太陽在天赤道的南側運行，因此，晷針的影子投向晷面的下方。所以在觀察日晷時，首先要了解兩個不同時期晷針的投影位置。
這種利用太陽光的投影來計時的方法是人類在天文計時領域的重大發明，這項發明被人類所用達幾千年之久，然日晷有壹個致命弱點是陰雨天和夜裏是沒法使用的，直至1270年在意大利和德國才出現早期的機械鐘，而中國則在1601年明代萬歷皇帝才得到2架外國的自鳴鐘，清代時雖有很多進口和自制的鐘表，但都為王宮貴府所用，壹般平民百姓還是看天曉時。所以徹底拋卻日晷，看鐘表知辰光還是近現代的事。
使用日影測時的日晷，無論是何種形式都有壹根指時針，這根指時針與地平面的夾角必須與當地的地理緯度相同，並且正確地指向北極點，也就是都有壹根與地球自轉軸平行的指針。觀察這根指針在指定區域內的投影，就能確定時間。現在常見的日晷有下列幾種不同的形式：
（1）水平式日晷。是最常用的日晷，采用水平式的刻度盤，日晷軸的傾斜度依使用地的緯度設定，刻度需要利用三角函數計算才能確定。適合低緯度地區使用。
（2）赤道式日晷。赤道式日晷是依照使用地的緯度，將軸（指時針）朝向北極固定，通過觀察軸投影在垂直於軸的圓盤上的刻度來判斷時間的裝置。盤上的刻度是等分的，夏季和冬季軸投影在圓盤上的影子會分在圓盤的北面和南面，適合中低緯度的地區使用。若將圓盤改為圓環則稱為赤道式羅盤日晷。
（3）極地晷。供指時針投影的平面與指時針平行，即與地平面的夾角與地理緯度相同，並朝向正北。時間的刻畫可以用簡單的幾何圖來處理，投影的時間線是平行的線條。適合各種不同緯度的地區使用。
（4）南向垂直日晷。刻度盤面朝向正南且垂直地面的日晷。這壹種日晷較適合在中緯度（30°～60°）地區使用。
（5）東或西向垂直式。刻度盤面朝向正東或正西且垂直地面的日晷。這壹種日晷只能在上半日（東向）或下半日（西向）使用，但全球各緯度地區都適用。
（6）側向垂直式。刻度盤面采用垂直方向的日晷。這壹種日晷需要依照建築物的墻面方向換算刻度，不容易制作。依季節及時間的不同，有時不會產生影子。南向與東西垂直日晷都可視為此形的特例。
（7）投影日晷。不設置指時針，僅在地平面依地理緯度的不同繪制不同扁率的橢圓，在其上刻畫時間線，並將長軸指向正東西方向，南北向的短軸上則需刻上日期，指示立竿測量時刻的正確位置。
在此次北京奧運會開幕式上就上演了焰火點亮日晷這壹激動人心的壹幕。時鐘接近20∶00，焰火在“鳥巢”上空綻放，突然，壹道耀眼的焰火在體育場上方滾動，激活古老的日晷。日晷將光芒反射到2008面缶組成的缶陣上，和著擊打聲，方陣顯示倒計時秒數。缶面上連續閃出巨大的9、8、7、6、5、4、3、2、1……場面之震撼，令人終生難忘。