出地铁一号线建国门站C口，向南走不多远，就是著名的北京古观象台。
这是一座高约十四米的砖砌平台，东西长约二十四米，南北宽约二十米，气势古朴、恢宏。
台下南北方向开设一道拱券门，南侧门洞上方的石额中，刻有“观象台”三字，应是当年出入用的正门。1979年，观象台的东半边发生塌方，1980年重修，将其内部改为上下两层，并在正门东侧开了一扇旁门。
沿观象台西侧的台阶登上台顶，迎面是一座面阔三间、悬山卷棚顶的小房子，这里是古代天文学家的办公室。身后北、西、南三面，一共摆放了八件青铜制成的天文仪器。
面对这八件古老的仪器，相信大部分人的感受就是“不明觉厉”。即使每一件都有说明牌，看了却不知所云。
今天，咱就跟您聊聊这些古老的仪器是怎么玩儿的。开始之前，得先说说古人观星，到底是“观”啥。
一、古人观星的奥秘
古代天文观测，简单说，就是测量太阳、月亮、五大行星和恒星在天空中的位置和运行规律，进一步用来绘制星图、确定时辰、制定历法和二十四节气等，还是很有实用价值的。
既然是研究天体运行规律，就需要知道每个天体在天空中的位置，具体该怎么做呢？
我们上地理课的时候，老师就讲过，地球上任何一个位置都可以用一组经纬度来表示：
以赤道平面为零度，向北为北纬，向南为南纬，在地球仪上看，就是一个个平行于赤道的圆圈，一直延伸到南北极，两个极点的纬度分别为北纬九十度和南纬九十度。
东西方向呢？则是一个个贯穿南北两极的经度圈，人为规定一条本初子午线作为起点后，向东是东经，向西是西经。
这样，地球上任何一个地点，就是一条经线和一条纬线的交叉点。举个例子，北纬四十度线和东经一百一十六度线的交叉点上，就是咱北京城了。
接下来需要一点想象力，请您闭上眼，想象自己来到地球仪内部的中心点上，头顶是北极，脚下是南极，一条条经纬线在您的四周交织成明亮的网络。
突然，地球消失了，四周是漆黑的夜空，那些交织在一起、明亮的经线和纬线还在，投射在繁星点点的夜空里。您会发现，天空中每一颗星星，都落在这张经纬线交织而成的网格中，并且具备一个独一无二的经纬坐标，每颗星星的位置就这样确定下来了！
这就现代天文观测最常用的赤道坐标系，其实是很简单的：将地球的经纬坐标投影到天上就完事儿了。
接下来，您可以走到古观象台东南角的位置上，这里摆放的第一件天文仪器，就叫“赤道经纬仪”。
二、赤道经纬仪
前面说过，把地球的赤道经纬坐标投射到天上，就构成了天上的赤道坐标系。赤道经纬仪，就是用来测量每颗星星的赤道坐标的。
整座仪器由青铜制成，高三米多，重约三吨。底部是一条昂首摆尾的青龙，四只龙爪牢牢抓住下方的十字横梁，横梁四脚装有可升降的螺柱，以确保仪器保持水平放置，以免影响测量精度。
青龙背部托起的圆环名叫子午圈，子午圈中部与之垂直环带叫赤道圈。
此外还有第三个圆环名叫赤经圈，当中有一根倾斜的铜柱，顶端指向北天极，南端指向南天极。
不难发现，赤道经纬仪和我们上学时见过的地球仪很像。
您再仔细看，赤经圈和赤道圈上有刻度标识，此外还曾有可以滑动的游表，古代天文学家在观测时，先转动赤经圈，再调整游表的高低，对准需要观测的星星后，读取相应的刻度，就知道这颗星星的经度和纬度来了（天文学术语叫做“赤经”和“赤纬”）。
按此方法，到1744年为止，清代天文学家一共测量了3,083颗恒星的赤道坐标，编纂成书，名叫《仪象考成》。一百年后，又发表了《仪象考成续编》，记载的星球数量增加到了3,240颗。
您可能会问，测量这些天体的坐标有什么用呢？其实和手机GPS导航类似，只要在任何一件天文仪器上，调整到相应坐标，就一定会看到对应的天体，而不用满天到处寻找了。
如今大部分天文望远镜，都采用赤道坐标同步跟踪系统，望远镜跟着天体一起旋转，才能在长时间曝光的底片上清晰地显影，否则就是一条长长的星轨，没有实用价值了。
接下来，请您将目光转向赤道经纬仪西侧的第二件古代天文仪器 —— 纪限仪。
三、纪限仪
纪限仪，是古观象台上最小巧的一座，高三米多，重约八百公斤，与赤道经纬仪一样，铸造于清康熙十二年，也就是1673年。
纪限仪的主要用途，是测量两个天体之间的张角，最大量程为六十度。仪器的主体部分是一段圆弧，安装在盘龙浮雕装饰的底座上，圆弧的半径约两米，与精美对称的装饰性花纹共同组成一个弧形的平面。
测量两颗天体之间的张角时，先旋转圆弧平面，使之与待测量的两颗星处于同一平面上。然后将圆弧中部长长的窥尺对准一颗星，此外还有一根游杆，一头固定在窥尺远端，另一头可以在圆弧上滑动，将游杆对准另外一颗星星，然后读取圆弧上游杆和窥尺之间的夹角度数就可以了。
（待续）
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