位置常向正北，就如同子午线的方向。在测量时，晷针的投影落在量天尺上，使用安置在水道上移动的景符（利用针孔成像使晷针影子清晰的仪器）测量投影的位置，可精确至2mm。在冬至，正午时晷针的影子落在靠近量天尺尾端的位置。通过测量一年当中影子长度的变化，可以确定一年的长度。这种非常准确的观测维新的授时历提供服务，从1281年起共使用了364年。它的回归年年长度是365日5小时49分20秒，与现行格里历的数值相同，但是早300年就得到这个数值。在1787年，拉普拉斯利用这些测量资料来检查黄赤交角和地球轨道离心率