求每日晨前夜半星行宿次
各置其段初日行分,以日差累损益之后少则损之,后多则益之。为每日行度及分秒。乃顺加退减之,满宿次去之,即得每日晨前夜半星行宿次。视前段末日、后段初日行分相较之数,不过一二日差为妙。或多日差数倍,或颠倒不伦,当类会前后增减差稍损益之,使其有伦,然后用之。或前后平行俱多俱少,则平注之。或总差之秒,不盈一分,亦平注之。若有不伦而平注之得伦者,亦平注之。
求五星平合及见伏入气
置定积,以气策及约分除之,为气数,不满为入气日及分秒,命天正冬至算外,即所求平合及伏见入气日及分秒。
求五星平合及见伏行差
各以其段初日星行分与其太阳行分相减,余为行差。若金在退行,水在退合者,相并为行差。如水星夕伏晨见者,直以太阳行分为行差。
求五星定合见伏泛积
木、火、土三星,各以平合晨疾夕伏定积,便为定合定见定伏泛积。金、水二星,置其段盈缩差,水星倍之。各以行差除之,为日,不满退除为分秒。若在平合夕见晨伏者,盈减缩加;如在退合夕伏晨见者,盈加缩减。皆以加减定积,为定合定见定伏泛积。
求五星定合定积定星
木、火、土三星,各以平合行差除其日太阳盈缩差,为距合差日。以太阳盈缩差减之,为距合差度。日在盈历,以差日差度减之。在缩,加之。加减其星定合泛积,为定合定积定星。
金、水二星顺合退合,各以平合退合行差除其日太阳盈缩差,为距合差日。顺加退减太阳盈缩差,为距合差度。顺在盈历,以差日差度加之;在缩,减之。退在盈历,以差日减之,差度加之;在缩,以差日加之,差度减之。皆以加减其星定合及再定合泛积,为定合再定合定积定星。以冬至大余及约分,加定积,满纪法去,命,即得定合日辰。以冬至加时黄道日度,加定星,满宿次去之,即得定合所在宿次。其顺退所在盈缩,太阳盈缩也。
求木水土三星定见伏定积日
各置其星定见伏泛积,晨加夕减象限日及分秒,半中限为象限,如中限以下,自相乘,以上,覆减岁周日及分秒,余亦自相乘,满七十五而一,所得,以其星伏见度乘之,十五除之,为差。其差如其段行差而一,为日,不满退除为分秒。见加伏减泛积为定积。加命如前,即得日辰也。
求金水二星定见伏定积日
各以伏见日行差,除其日太阳盈缩差,为日。若晨伏夕见,日在盈历,加之,在缩,减之。如夕伏晨见,日在盈历,减之,在缩,加之。加减其星泛积为常积。视常积,如中限以下,为冬至后,以上,去之,余为夏至后。其二至后,如象限以下,自相乘,以上,覆减中限,亦自相乘,各如法而一,为分。冬至后晨,夏至后夕,以一十八为法。冬至后夕,夏至后晨,以七十五为法。以伏见度乘之,十五除之,为差。差满行差而一,为日,不满退除为分秒。加减常积为定积。冬至后晨见夕伏,加之;夕见晨伏,减之。夏至后晨见夕伏,减之;夕见晨伏,加之也。加命如前,即得定见伏日辰。
其水星,夕疾,在大暑气初日至立冬气九日三十五分以下者,不见。晨留,在大寒气初日至立夏气九日三十五分以下者,春不晨见,秋不夕见者,亦旧有之矣。
浑象
古之言天者有三家:一曰盖天,二曰宣夜,三曰浑天。汉灵帝时,蔡邕于朔方上书,言「宣夜之学,绝无师法」;《周髀》术数具存,考验天状,多所违失;惟有浑天为近,最得其情,近世太史候台铜仪是也。立八心体圆而具天地之形,以正黄道赤道之表里,以行日月之度数,步五纬之迟速,察气候之推迁,精微深妙,百代所不可废者也。然传历久远,制造者众,测候占察,互有得失,张衡之制,谓之《灵宪》,史失其传。魏、晋以来,官有其器,而无本书,故前志亦阙。吴中常侍王蕃云:「浑天仪者,羲和之旧器,谓之机衡。」积代相传,沿革不一。宋太平兴国中,蜀人张思训首创其式,造之禁中,逾年而成,诏置文明殿东鼓楼下,曰「太平浑仪」。自思训死,玑衡断坏,无复知其法制者。景德中,历官韩显符依仿刘曜时、孔挺、晁崇之法,失之简略。景祐中,冬官正舒易简乃用唐梁令瓚、僧一行之法,颇为详备,亦失之于密而难为用。元祐时,尚书右丞苏颂与昭文馆校理沈括奉敕详定《浑仪法要》,遂奏举吏部勾当官韩公廉通《九章勾股法》,常以推考天度与张衡、王蕃、僧一行、梁令瓚、张思训法式,大纲可以寻究。若据算术考案象器,亦能成就,请置局差官制造。诏如所言。奏郑州原武主簿王沇之,太史局官周日严、于太古、张促宣,同行监造。制度既成,诏置之集英殿,总谓之浑天仪。公廉交造仪时,先撰《九章勾股验测浑天书》一卷,贮之禁中,今失其传,故世无知者。
旧制浑仪,规天矩地,机隐于内,上布经躔,次具日月五星行度,以察其寒暑进退,如张衡浑天、开元水运铜浑仪者,是也。久而不合,乖于施用。公廉之制则为轮三重:一曰六合仪,纵置地浑中,即天经环也,与地浑相结,其体不动;二曰三辰仪,置六合仪内;三曰四游仪,置三辰仪内。植四龙柱于地浑之下,又置鰲云于六合仪下。四龙柱下设十字水趺,凿沟道通水以平高下。别设天常单环于六合仪内,又设黄道赤道二单环,皆置三辰仪内,东西相交,随天运转,以验列舍之行。又为四象环,附三辰仪,相结于天运环,黄赤道两交为直距二纵置于四游仪内。北属六合仪地浑之上,以正北极出地之度。南属六合仪地浑之下,以正南极入地之度。此属仪之大形也。直距内夹轩望筒一,于筒之半设关轴,附直距上,使运转低昂,筒常指日,日体常在筒窍中,天西行一周,日东移一度,仍以窥测四方星度,皆斟酌李淳风、孔挺、韩显符、舒易简之制也。三辰仪上设天运环,以水运之。水运之法始于汉张衡,成于唐梁令瓚及僧一行,复于太平兴国中张思训,公廉今又变正其制,设天运环,下以天柱关轴之类上动浑仪,此新制也。