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郭守敬在数学上参与制定《授时历》。在光学方面创造的景符、仰仪等天文仪器中反复运用了针孔成象原理。在水利学方面有很多治水经验，其中包括设计了通惠河。在地理学方面提出“海拔”概念，制造天文仪器。
郭守敬在天文、历法、水利和数学等方面都有卓越的贡献。他自至元十三年(1276年)起，奉命修订新历法，历时四年，制订出了通行三百六十多年的《授时历》，成为当时世界上最先进的一种历法。为修订历法，郭守敬还改制、发明了简仪、高表等十二种新仪器。
1、郭守敬参与制定的《授时历》除了在天文数据上的进步之外，在计算方法方面也有重大的创造和革新。
2、郭守敬在创造的景符、仰仪等天文仪器中反复运用了针孔成象原理，这在中国光学史上也是比较突出的成就，体现了中国古代较高的光学知识应用能力。
3、郭守敬运用他改进、创造的天文仪器，进行了许多精密的天文观测，从而使《授时历》的编制有了可靠的观测基础。他所从事和领导的观测项目甚多，如冬至时刻、二十八宿距度和星表、四海测验、黄赤交角以及一些历元时刻的测定，其中大部分数据都是中国古代历法史上最精确的，或近于最佳的。其中较为知名的即为四海测验。
4、郭守敬曾提出，以海平面作为基准，比较大都(今北京市)和汴梁(今河南省开封市)两地地形高下之差，这是地理学上的一个重要概念“海拔”的创始。
5、郭守敬为完成《授时历》工作创制了十二件天文台上用的仪器，四件可携至野外观测用的仪器，其名载于齐履谦所撰《知太史院事郭公行状》中，分别为简仪、高表、候极仪、浑天象、玲珑仪、仰仪、立运仪、证理仪、景符、窥几、日月食仪以及星晷定时仪十二种。
郭守敬是十三世纪末、十四世纪初世界最伟大的科学家，他的科学成果不仅在中国，而且在全世界都是非常卓越的，郭守敬从事科学研究所体现出来的科学精神、科学思想、科学方法，更是反射着人类智慧的光芒。
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