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朱厚照先去了西边的地平观测室。整个观测室外观是个一人高的圆柱形房子，房顶是个半球，由六瓣木顶棚拼在一起，木顶棚可以顺着墙上的滑槽推开。
门开口在东边地面下，顺着四尺高的阶梯下去，屋内地面到顶棚中心大约七、八尺高。屋子中间是一个半人高的象限仪，架在一个可以转动的底座上。
朱厚照让工匠试着先把凸面目镜的望远镜固定在象限仪顶角的轴上，转动象限仪和望远镜对准太阳，象限仪的弧形铜轨上便出现了一个光点。
随着工匠调整着望远镜的位置和镜筒长度，椭圆形的光点越来越清晰地显示在铜轨的刻度上，通过刻度就可以读出太阳此时的地平高度。
无论是圭表还是象限仪，给出的测量值最后还要通过插值法才能计算出冬至和夏至的准确时间。
三月的春分测量其实也要这般列出前后几日的数值进行计算，朱厚照急着表功，没说实话。
王惟和搬动着望远镜，对准了自家庄子看去，“咦，怎么镜子里的景象是倒过来的，这怎么用？”
“这是拿来看星星的，正的和倒的没有啥区别。”朱厚照说道。除了月亮，其他大部分星星就是个点，要调整为正像就要增加三棱反射镜，朱厚照现在还做不到。
接着工匠又换上了凹面目镜的望远镜，延水平方向转动象限仪，底座上两尺多长的指针也随之转动，指向地面上镶嵌的刻着方位角的铜环。
和象限仪一样，朱厚照并没有沿用三百六十五又四分之一度的回归年刻度传统，而是改用三百六十度等分圆周。
看完了地平观测室，朱厚照又带着众人去了东边的赤道观测室。
赤道观测室样式和地平观测室一样，也使用了可以开合的半球形圆顶，但面积大了一倍不止。
沿着阶梯下到房间，一个类似于简仪的仪器便出现在众人面前。直径四尺的赤道环上斜伸出一个三尺多长的长方形铜框架，铜框架下方是一根手臂粗细的铜轴，镶嵌进赤道环的圆心处，上方则是和简仪一样的规环和定极环。
朱厚照几乎原封不动的把简仪的结构搬了过来，只不过取消了四游环，望远镜和赤纬环一起直接装在两根直距中间，望远镜装上之后，侧面看上去像是个中心套着圆环的十字架。