修订历法工作一开始,郭守敬就提出:研究历法先要重视观测,而观测必须依靠仪表。
原来从开封运来的有一架观察天象的大型浑天仪,已经陈旧不堪,得不到可靠的数据。郭守敬设计一套新的仪器。他觉得原来的浑天仪结构复杂,使用不方便,还创制了一种结构比较简单、刻度精密的简仪。他制作的仪器,精巧和准确程度都比旧的仪器高得多。有了好的仪器,还要进行精确的实地观测。
公元1279年,郭守敬在向元世祖报告的时候,提出在太史院里建造一座新的司天台,同时在全国范围进行大规模的天文测量的打算。这个大胆的计划马上得到元世祖批准。