因此，這個時候的太陽高度角最小，照射物體所產生的影子長度最長，影子剛好指向西方。黃昏時分太陽下山的時候與之類似。
迎來日落時分的這個地區剛好也位於晨昏線上，並且陽光是從它的西方照射過來的。因此，這個時候的太陽高度角同樣最小，照射物體所產生的影子同樣最長，並且影子剛好指向東方。
而在每天正午時分，太陽昇到最高點，因此擁有最高高度角的時候，陽光正好直射在該地區所在的這條經線上，於是，當這個地區位於北迴歸線以北，因此不可能被陽光直射的時候，太陽光也就等於是從正南方照過來，讓影子落在了正北方向，並且擁有了最短的日照影長的。
正是基於這些被總結出來的經驗，日晷纔得到了發明，並且，圭表當中橫趴在地面上的圭，也剛好是按照正南正北的這個方向設置的。於是，只需要觀察一下物體的影子在地面上所指示的方向，手上沒有拿着手錶的人也自然能夠判斷出，當天的時刻到底有沒有來到正午時分。
由於一回歸年的劃分，完全是根據日影變化的測量而得出的，因此，怎麼樣才能夠讓自身的測量數據儘可能的精確，就是古時候搞天文曆法的人所必須考慮到的問題了。
郭守敬爲了能夠解決這個問題，選擇的做法是放大圭表所擁有的尺寸。
一根長度爲一米的竹竿，它在一年時間內出現的日影變化，長度範圍也不過就只是在一兩米之間而已。當影子程度的變化長度比較小的時候，想要對其進行精確的測定是很困難的。但是，把儀器的尺寸放大，這就沒有問題了。
畢竟，一棵蒼天大樹在一年裏所擁有的影長變化，很明顯要遠超過一株小草所擁有的影長變化。因此，郭守敬所組織建造的觀星臺，其實歸根結底就是一個被放大了的圭表而已。
在虛擬空間裏面劃定一塊四四方方的長方形空地，並且儘可能做到讓這片空地的地表維持水平，園冶接下來所做的，是使用青石磚面鋪成的一個“十字架”，將這塊被劃定出來的長方形空地均等地分成四個小的長方形。
由於這塊長方形空地是以正北正南的方位被設定在地面上的，因此，想也知道，圭表的表，作爲垂直於地面樹立起來的東西，當然只可能位於這片長方形空地的南端。畢竟只有這樣，從南邊照過來的陽光纔會在位於北側的圭上，投下影子。
“十字架”石磚面當中平行於這塊長方形空地短邊的部分，是幫忙登上觀星臺的道路。而“十字架”石磚面當中平行於長方形空地長邊的部分，則用來安裝石圭。
如同拿磚塊給一個花壇砌邊沿一樣，建造在地面上的石圭，高度不超過園冶的膝蓋，以一整條的模式，靜靜躺在地面上。石圭表面如同立定跳遠體育考試的時候繪製在地面上的標度一般，直接就有刻度線。
如此一來，影子落在上面的時候，負責測量的人員就可以直接讀數，而不需要再拿什麼皮尺之類的東西過來進行測量了。
爲了保證石圭的刻度繪製面是水平的，郭守敬當初在進行設計建造的時候，就直接在這一把大大的“刻度尺”上，鑿出了小小的水槽。
擁有了趴在地上的圭，接下來就需要立起來的表，郭守敬的設計，是直接將其設計成了一座小樓。
由於十字形相交的兩條由石磚鋪就的小路，長的那條已經用來安置了量天尺，短的那條則作爲能夠登上觀星臺的小道，因此，不用說，這座由磚石結構建造而成的實心體小樓，它只可能會是坐南朝北的模式，且其建築物底端最北側，剛好就和短的石磚小道相接觸。
實心小樓不論是下底面還是上頂面，全部都是南北朝向的長方形。建築物所擁有的四個側面，都是上小下大的梯形。總結起來，這座小樓其實是一座覆鬥狀的建築物。
地面上的量天尺，直插入實心體小樓，並且讓這座小樓的北側梯形立面缺損了一部分，使得從正上方向下俯瞰，小樓的平面圖類似於“凹”字，即缺口的那個地方就直接是地面上的量天尺插入的地方。
小樓頂面，原本是一個非常空曠，只有四面安裝着石頭護欄，沒有其他任何建築物的小平臺。但是，爲了能夠在平臺上面放置儀器，並且保證這些儀器能夠免於風吹日曬，因此，“凹”字形平臺，在缺口兩側突出的地方，各自搭建了一間面闊一間、進深一間的小屋。
小屋面向量天尺的一面，牆上各自開出了一個小窗。而小屋的門自不用說，自然位於與小窗相對的那一面牆上。兩間小屋東西兩側均不開窗，屋頂也做成了最爲簡單的硬山捲棚頂。只不過，同樣還是爲了能夠遮擋儀器，保證重要儀器免於風吹雨淋，因此，兩間小屋所擁有的屋頂是連成一條線，將“凹”字部分缺損了的那一塊也加以遮擋了的。
牆體缺損處，直接就是量天尺的“0”刻度線。刻度線正上方，即一左一右兩側小屋中間，沿東西方向、插入牆體，設置了一根金屬橫杆。
覆蓋在橫杆上面的捲棚式屋頂，爲了得到陽光的照射，因此只有北坡而沒有南坡。這樣一來，每天中午時分，太陽昇到最大高度角的時候，陽光就可以從缺損了的南坡屋頂處照在橫杆上，隨後把它的影子投射在地面上的量天尺上。
設置在兩間小屋之間的金屬橫杆作爲圭表的表，距離地面的高度在十米左右。而躺在地面上的量天尺，它的長度在三十米以上。這樣一座足夠巨大的圭表，影長變化清晰可見，相當方面進行測量。
因此，在擁有了足夠可靠的硬件設備的支持下，郭守敬以及同時期與他共同鑽研天文以及曆法的先人，才得以最終在《授時歷》中記載：一個迴歸年爲365.2425天，即365天5小時49分12秒，與地球繞太陽公轉的實際時間只差了26秒鐘而已。
想要能夠爬上這座實心的磚石小樓，登樓的人必須得來到十字形小路的短道上。以小樓“凹”形缺口處所在位置繪製對稱軸，整座小樓位於對稱軸兩側的部分，是能夠沿對稱軸完全重合在一起的。