１６６９～１６７４年，南怀仁为北京现象台主持设计制造了黄道经纬仪、赤道经纬仪、地平经仪、象限仪、纪限仪和天体仪各一架，取代了浑仪和简仪等传统仪器。南怀仁主要参考了第谷的设计，同时吸收了中国的造型艺术。他将欧洲的机械加工工艺与中国的铸造工艺结合起来，实现了他的设计。南怀仁等人所送仪器在中国历史上是先进的，但与同时期的欧洲先进仪器相比则是比较落伍的。
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