现在，这些困难又摆在郭守敬的面前。怎么办呢？郭守敬首先分析了造成误差的原因，然后针对各个原因，找出克服困难的办法。他先设法把旧圭表的表竿加高到5倍，因而观测时的表影也加长到5倍。表影加长了，按比例推算各个节气时刻的误差就可以大大减少。其次，他创造了一个叫做"景符"的仪器，使照在圭表上的日光通过一个小孔再射到圭面，那阴影的边缘就很清楚，可以量取准确的影长。再就是他还创造了一个叫做"窥几"的仪器，使圭表在星和月的光照下也可以进行观测。另外，郭守敬还改进测量长度的技术，使原来只能直接量到"分"位，提高到能够直接量到"厘"位，原来只能估计到"厘"位的提高到能够估计到"毫"位。郭守敬对"圭表"进行了这一系列的重大改进，解决了许多关键性科学难题，他的观测技术取得了突破性的进展。
郭守敬的"圭表"改进工作，大致完成于1277年夏天，这年冬天已经开始用它来测日影，因为观测的急需，最初的高表柱是木制的，后来才改用金属铸成。现在河南省登封县还保存着一座砖石结构的观星台，其中主要部分就是郭守敬的"圭表"。这座高台的一边作为表，台下用36块巨石铺成一条长十余丈的圭面。当地人民还给这"圭表"起了一个很豪迈的名称，叫"量天尺"。