古時，人們發現影子的長短、方向有一定的變化規律：正午時太陽的影子總是投向正北方向。於是，人們在平地上直立一根竿子或石柱來觀察影子的變化，並在地面平放一把尺子來測量影子的長度和方向。三千年前，西周丞相周公旦在河南登封縣設置了這樣一個通過測定日影長度來確定時間的儀器——圭表。
圭表是中國古老而簡單的一種天文儀器，它由表和圭兩個部分組成。表是垂直立於圭南端的標杆或石柱，圭是正南正北平放的尺，漢以後改為銅製。據記載，最早使用的是表，觀察其從日出到日落的影子變化，之後才出現了圭。古代圭表多用於判斷方向、測定季節、劃分季節和推算曆法，在農業生產發展中起著重要的作用。
最初，圭表用於測定方向，在空曠的平地上樹立一表，以它為中心在地面畫圓周，再測出日出、日落時表的影子與圓周的交點，然後將它們連接起來，由此可以確定東西方向。除了確定方向的功用之外，圭表還可以通過觀察測量一天之中表影方向的變化來判斷時刻，通過觀測表的影子角度的變化，判斷日出、日中到日落，以定出一天之內的時間。這種「表」加上一個刻有放射狀時刻線的圓形石盤，就演變發展成後來的日晷。
除此之外，圭表還可以通過表測出正午時影子的長短以確定節氣。比如我國早在周代時就已經使用圭表來確定冬至和夏至。因為地球繞太陽公轉，所以每天正午時表的影子的長短也會隨之變化，每年夏至日時，正午時的表影最短；冬至日正午時的表影最長，根據影子的變化規律，可以測出二十四節氣。同時也可以利用圭表推求回歸年的長度。連續兩次測得表影最長值或最短值之間的相隔天數就是一年的周期數，即回歸年的天數。春秋末期時，古人就利用圭表測量日影的方法，測定出365.25 日的回歸年長度。
如果試著仔細觀察物體的影子，我們會發現隨著物體高度的增加，它影子的邊緣就會變得越模糊，這就導致精確測量影子的長度變得更困難。如果不能準確地測量影長，就會影響圭表的使用。清朝人們借鑑元代天文學家郭守敬發明的景符原理，為這個重要問題提供了解決方法。把銅葉置於表的上端，再在其中間開個圓孔，利用小孔成像的原理就可以使得正午時太陽的像投射到圭面，從而獲得影子更為清晰的邊緣，提高圭表的測量精度。
圭表作為中華文明的代表之一，在天文學史上有著重要作用和貢獻。
圭表是中國古老而簡單的一種天文儀器，它由表和圭兩個部分組成。表是垂直立於圭南端的標杆或石柱，圭是正南正北平放的尺，漢以後改為銅製。據記載，最早使用的是表，觀察其從日出到日落的影子變化，之後才出現了圭。古代圭表多用於判斷方向、測定季節、劃分季節和推算曆法，在農業生產發展中起著重要的作用。
最初，圭表用於測定方向，在空曠的平地上樹立一表，以它為中心在地面畫圓周，再測出日出、日落時表的影子與圓周的交點，然後將它們連接起來，由此可以確定東西方向。除了確定方向的功用之外，圭表還可以通過觀察測量一天之中表影方向的變化來判斷時刻，通過觀測表的影子角度的變化，判斷日出、日中到日落，以定出一天之內的時間。這種「表」加上一個刻有放射狀時刻線的圓形石盤，就演變發展成後來的日晷。
除此之外，圭表還可以通過表測出正午時影子的長短以確定節氣。比如我國早在周代時就已經使用圭表來確定冬至和夏至。因為地球繞太陽公轉，所以每天正午時表的影子的長短也會隨之變化，每年夏至日時，正午時的表影最短；冬至日正午時的表影最長，根據影子的變化規律，可以測出二十四節氣。同時也可以利用圭表推求回歸年的長度。連續兩次測得表影最長值或最短值之間的相隔天數就是一年的周期數，即回歸年的天數。春秋末期時，古人就利用圭表測量日影的方法，測定出365.25 日的回歸年長度。
如果試著仔細觀察物體的影子，我們會發現隨著物體高度的增加，它影子的邊緣就會變得越模糊，這就導致精確測量影子的長度變得更困難。如果不能準確地測量影長，就會影響圭表的使用。清朝人們借鑑元代天文學家郭守敬發明的景符原理，為這個重要問題提供了解決方法。把銅葉置於表的上端，再在其中間開個圓孔，利用小孔成像的原理就可以使得正午時太陽的像投射到圭面，從而獲得影子更為清晰的邊緣，提高圭表的測量精度。
圭表作為中華文明的代表之一，在天文學史上有著重要作用和貢獻。
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