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康熙皇帝曾花费近十年的时间，组织大量人力深入全国开展测量，命令欧洲传教士、中国精通算法的官员以及皇子们共同合作，绘制了一幅当时最完备的全国地图《皇舆全览图》，范围北至外兴安岭，南至海南岛，东南至台湾，西至西藏和新疆，并首次明确标注了世界第一高峰珠穆朗玛峰的位置。在此之前，历代王朝绘制的地图很多只限于中原，对边疆地区的绘制很不充分。这是中国历史上第一次开展全国性的大地测量、第一幅使用科学测绘方法制作的地图，无论是测量范围还是测量方法，在当时都可谓领先世界。
中国以往的地图绘制，采用的方法是“计里画方”，也就是以“天圆地方”为理论基础，仅测量大地上的距离。而《皇舆全览图》采用的是天文测量、三角测量相结合的方法，科学性更强。天文观测的主要参照物包括太阳的位置、北极星的高度、日月食的角度、木星的运行方位等，借此来确定地理经纬度坐标，再利用三角函数测算已知经纬度的“控制点”到其他地方的距离、方位角，逐步构成一个完整的大地控制网。标准长度单位也首次选用了经线弧长的200分之一。要完成这些观测，必须依赖先进的测绘仪器，才能准确测量角度、方位、时刻等。至今，故宫中还保存着大量当时引进或制作的西式测绘仪器。
以这台欧洲制造的铜镀金矩度全圆仪为例，它虽然不大，却是当时测量水平角的先进仪器。它的底座托起一个圆型盘，穿过圆心的游标上装有刻着圆周360度的罗盘，盘的一侧装有矩尺。它的一边挂有铅垂线，底座还有可以调整圆盘角度的旋钮，都是用来定位水平面的。在使用时，将它放置在平面上，用两个游标分别对准观测目标，之间的夹角就是所测目标的水平角度。如果旋转托柱上的旋钮，把圆盘竖直安放，还可以测仰角。
三百年前，许多知名或不知名的测绘者，就是背着各种类似的仪器，跋山涉水，开展全面的中国疆域测量，有的人甚至付出了生命的代价，得到的成果堪称辉煌。但令人惋惜的是，《皇舆全览图》并没有发挥应有的作用，它“藏之秘府”，仅仅为皇帝服务。而在之后的近二百年内，由于闭关锁国，中国的地图测绘学逐渐落后于世界，直到清朝灭亡，仍然在沿用测绘《皇舆全览图》时所用的投影算法。
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