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为克服常见日晷的缺点,提出了球形日晷的设计方案。球形日晷的设计使测得的时刻为地方真太阳时,根据经度差与时刻差的转换关系,可在晷面上直接将时刻修正为120°E地方视时,进行时差校正后得到更加精确的北京时间。同时通过对太阳周年回归运动的分析,可在晷面上设置节气线,根据晷针针尖在晷面投影的位置来判断日期和节气。