位于河南省郑州市登封市东南十三千米告成镇的古观星台，由元代天文学家郭守敬于公元1276—1280年主持建造。元初进行四海测验的共计二十七处观测台站，唯一得以保存至新中国成立之后的，就是登封市的这一座。
它不但是园冶所生活的那个年代，中国留存最古老的天文台，与此同时也是世界上留存最早的、观测天象的建筑之一。并且，从元代得以留存下来的这一整片建筑群，包括新中国成立之后得到政府以及国家拨款进行修复以及抢救性发掘的部分在内，在当年园冶造访的时候，都是完全对公众免费开放，一毛钱也不收的。
因此，哪怕只是冲着这一份唯一以及免费，到登封市去看少林寺的时候，也不应该错过这座相距并不算多远的古观星台。
具历史记载，周在灭商之后建立了周王朝，而周王朝依据“得中原者得天下”的说法，欲求在中原地区的洛阳建都。为了政治统治的需要，也为了拥有营建东都洛阳的准确天文依据，周公姬旦下令修建了测景台。而中国传统的节气划分日——冬至、夏至、春分、秋分，也正是姬旦在测景台实地观测从而划定的，至此，春夏秋冬四个季节才拥有了准确并且稳定的划分。
元代郭守敬主持修建的古观星台，作用与周公下令修建的测景台大同小异。
通过观测每天日中时分，日影的长短变化，从而找出季节的变化规律，服务于人类的生产活动，这就是观星台最基本的作用。而假如想要弄明白这座建筑物到底是怎么发挥作用的，那么，就必须得弄懂圭表这种东西以及日照情况在一天之内的变化规律了。
圭表，是度量日影长度的一种天文仪器，由“圭”和“表”两个部件组成。垂直于地面的直杆叫“表”，水平放置于地面上刻有刻度以测量影长的标尺叫“圭”。
圭表和日晷一样，也是利用日影进行测量的古代天文仪器。而所谓圭表测影法，通俗的说，就是垂直于地面立一根杆，通过观察记录它正午时影子的长短变化来确定季节的变化。
采用圭表测影法，定出黄河流域的正午表影最长这天作为冬至日，以冬至日为二十四节气的起点，将冬至到下一个冬至之间的时间段，以每段十五日的方法分割为二十四段，这便是二十四节气的时间划分。
至于为什么冬至日这一天正午时分的日影长度，是全年每一天同时间日影长度最长的那一天，这就要涉及到自然地理知识了。
之前提到中国的四合院为什么总是安排城坐北朝南的模式的时候，就说过，中国除了低纬度的云南、广西、海南以及台湾以外，其他的省份全部都位于北回归线以北。而太阳在地球上的直射点，一直以来都在南北回归线之间移动，最北边的直射点，就是北回归线，不可能更北了。
因此也就是说，华夏文明的发源地，在炎黄子孙诞生之前，就注定了根本就不可能会被太阳直射到。
于是，不管太阳到底是怎么伴随着地球的自传而出现东升西落的，在太阳的直射点不会跑到北回归线以北的状况下，中国的大部分地区，它们所得到的阳光其实都是从南边往北边照过来的。
当太阳能够在某个地方产生直射的现象的时候，在地面上另一根圆圆的竹竿，正午时分招摇这根竹竿上的太阳，刚好位于这根竹竿的正上方。于是乎，阳光被竹竿遮挡之后所产生的影子，刚好就被这根直上直下的竹竿踩在了脚下。因此，等于在太阳高悬的正午时分，我们是根本就不可能测量到这根竹竿所拥有的影子的长度的。
但是，当这根竹竿立在了太阳不可能直射到的地方的时候，由于太阳在正午时分升到一天当中的最高点的时候，根本就没有办法悬挂在这根竹竿的正上方，于是，日照所产生的影子就不会被竹竿踩在脚下，反而不管怎么说都会拥有一个程度。
这也就是为什么，北回归线以北的人能够在正午时分通过归表测量日影的程度了。
当阳光照射在北回归线上的时候，太阳升到最高点的正午时分，是最为靠近竹竿正上方的角度。因此，由于此时此刻的太阳位置与正上方的偏角并不算太大，进而导致得到的竹竿影长也相对较短。
当太阳的直射点位于南回归线上的时候，正午时分的太阳角度距离作为参照物的竹竿正上方偏角最大，基本上是让阳光斜着照射在竹竿上的，于是，竹竿所得到的影子自然也就越长。
而也就是这样，通过测量一年三百六十五天，正午时分太阳照射在同一“竹竿”上所产生的影子的长度，得以判断出在这些日子当中，太阳在正午时分所拥有的高度角哪一天最小。而这一天，阳光直射点距离北半球最远，进而导致这一天的白昼时间最短，于是，这一天就是所谓的冬至日了。
至于在那样一个没有各式各样的电子钟表的年代，要怎么通过观察日影的变化，确认当天的时间到底有没有来到正午时分，这其实也是一件很简单的事情，其中所蕴含的原理，和日晷是一样的。
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