土圭测影定日至

圭表；土圭；正景；测影

土圭测影是上古测定冬夏二至、推定回归年长度的天文方法。古人于平地立八尺之表，正午度量日影长短：影最长之日定为冬至，最短之日定为夏至；连续观测两至之间影长循环一次，即得一岁之周期。此法载于《周礼·地官》《考工记》，为历法订正之基准，与计时用的日晷漏刻不同。

仪式器物

表直立于平地的标杆，高八尺，用以承日投影。

圭平铺地表的刻度长尺，向北承接表影以量其长短。

土圭可移动的玉制短尺，用以校定日至之影端位置。

土圭与圭表之制

土圭与圭表皆为先秦以来测影定日至之器。表为直立于平地之竿，标准高八尺，又称八尺之表；圭为平铺地表、向北延伸之刻度长尺，用以承接表端所投之影。土圭则是可南北移动的玉制短尺，供校量影端精确位置。《周礼·地官》载：『以土圭之法测土深，正日景，以求地中。』《考工记》记匠人营国，亦以日景辨方位、正朝夕。立表须垂直，圭面须水平，方能得准确影长；故制器有度、安置有法是测影之前提，器不正则影必差，差为历法之患。日至之定，实始于器物之精。

正午测影定冬夏二至

立表于平地，每日正午太阳当顶、高度最大之时，量其投影之长，称为正景或日景。取正午者，因斯时太阳最高、表影最短且指向正北，方向既定则量度少误。一年之中，日影随太阳赤纬而变：当太阳直射南回归线，北半球正午日影最长，此日定为冬至；当太阳直射北回归线，正午日影最短，此日定为夏至。二至之间，影长由长而短、再由短而长，循环一周恰为一岁。古人不赖推步，惟凭表影长短之实测，即可判明节候转换之关键节点，是为测影定日至之核心。

回归年长度之推求

既得冬至（或夏至）之日，逐年记录相邻两次同至之间的日数，累计平均，即得回归年长度。早期历法以三百六十五日又四分之一日为岁实，即四分历之法，与今测三百六十五日五时四十八分相近。此数非一日之测可得，须多年连续观测、去其闰余、较其长短而后定。回归年既定，置闰之法随之而生，历法方能岁岁合天而不失次序。《周髀算经》论日高与影差之比率，亦本于此测影之实。由日至而岁实，由岁实而历元，测影实为古历之根本所系，历代沿承皆以实测影长为校历之据，足征其法之重。

与日晷漏刻计时器之辨

圭表测影与日晷、漏刻虽皆与『影』『时』相关，用途却不相同。圭表之要在定冬夏二至、求回归年之基准，属历法之根本，一年仅于二至前后最为关键。日晷借日影之方向以分昼夜时刻，漏刻借水流之均速以计辰刻，二者皆为日常计时之器。简言之：圭表测影以定岁之基准，日晷漏刻以分日之时刻。本条只述测影定日至之法，计时之器别有专条（编号二百一十七），二者目的有别，不可混为一谈。观乎历代天文之志，测影定岁与漏刻计时分隶两科，职司分明，足见古人辨名审用之精。