一行在奉诏之后向唐玄宗提出要进行天象的实际观测，对恒星的位置以及日、月、五星的行度等作尽量准确的测量，为此，他建议依据率府长史梁令瓒所设计的黄道游仪图样，制做新仪，以备观测之用，这一建议被唐玄宗采纳，并付之实施。

722 年到 723 年，一行一方面为新历法的编制作进一步的构思和准备， 一方面继续从事佛学的研究，先后完成了五部书：

第一：《七曜星辰别行法》1 卷， 第二：《梵天火罗九曜》1 卷， 第三：《北斗七星护摩法》1 卷， 第四：《宿曜仪轨》1 卷， 第五：《释氏系录》1 卷。
其中前四书均与天文历法有关，这反映了一行对印度天文学知识的关注和力图从中汲取营养的匠心。

这时，唐玄宗准备为他的女儿永穆公主出嫁而大肆铺张，一行劝他不要赐予她特别优厚的嫁妆，以为这样做对永穆公主才是真正的爱护。唐玄宗采纳了一行之说，收回成命，这反映了一行正直不阿的品德，也说明了唐玄宗对一行的器重。

724 年，一行和梁令瓒等共同创造的黄道游仪铸成。 黄道游仪是用来观测日、月、星辰的位置和运行情况的天文仪器，是浑仪的一种。

为了测量恒星在天球上的坐标和行星的运动，我国很可能在战国时期就创造了浑仪。以后历代都有制造，结构和性能得到不断改进。我国古代的浑仪采用的是赤道坐标系统。采用赤道坐标系统，我国比西方要早一千多年。

赤道坐标就是利用天球上的赤径和赤纬来表示天体的位置，用这种系统表示恒星的位置是方便的。但是，推算历法还要求了解日、月在自己运行轨道上的位置和运行情况。太阳在恒星间的视运动轨道叫黄道，月亮在恒星间的视 运动轨道叫白道，黄道和赤道有 23 度多夹角。把赤道坐标换成黄道度数，要 用到球面三角学。当时我国还没有掌握这种数学方法，而是用近似公式计算， 或者在浑仪上量度，这就不可避免地会带来一定的误差，影响历法的精确度。
东汉傅安、贾逵等人在浑仪中增设了黄道环，以测定日月在黄道上移动的度数，称为黄道铜候仪。

李淳风在造麟德历的时候，也曾制过浑仪。他的浑仪分为三重，外层部分叫做六合仪，由地平环、赤道环和子午双环组合在一起，起骨架作用，同时在赤道环和地平环上有度数和方位，通过它可以读出相应的天体赤径和地平方位。里面一重称为四游仪，由架在南北极方向上的两个平行的子午环组成，刻有度数，能沿着轴线方向自由旋转，两环之间夹着一个供观测用的窥管，窥管可以在两环间沿赤纬方向自由转动。转动双环和窥管，可以指向天球的任何一个方向。在赤道环和双环上便能读出入宿度和去极度。

在六合仪与四游仪中间有一个三辰仪，圆径八尺，有璇玑规（赤道环）、黄道规（环）、月游规（白道环）。三规都刻有宿度，相为连接，能沿极轴自由旋转。由于黄白交点是移动的，所以月游规和黄道规并不完全固定。因 为大致经 249 个交点月，黄白交点沿黄道退行一周，所以李淳风便设计在黄道环上打 249 个孔。约每过 27 天，便将白道环沿黄道环向后移动一个孔，这 样就能保持黄道、白道的相对位置与天相应的状态。

三辰仪克服了东汉黄道铜仪所不能解决的困难。由于黄道与赤道结合在一起，而赤道环上又刻有二十八宿星分度，观测时只需将三辰仪的赤道环与当时二十八宿的实际方位对准，黄道环和白道环也就自然与天球上的黄道和白道对准了。这样便可同时得到赤道、黄道、白道三种坐标的读数。

在浑仪中增加三辰仪，使我国古代的浑仪观测性能取得了划时代的进步。利用它，可以随时定出任何观测时刻的黄道、白道方位，从而也就可以很方便地确定任何一个天体的赤道、黄道、白道坐标，以及它们之间的相互关系。

梁令瓒的黄道游仪与李淳风的浑天黄道仪大体一致，也是三重。最外面的一重由三个环组成，与李淳风的六合仪相当，所不同的只是用通过天顶和正东正西的卯酉环取代了六合仪中的赤道环。中间一重与李淳风的三辰仪相当，只是黄道环和赤道环不再固接。梁令瓒的设计为赤道环上每隔一度有一圆孔，使黄道环能在赤道环上移动，以模拟当时所理解的岁差现象，这也是黄道游仪名称的来由。黄道游仪中白道环的移动也是一度一格，比李淳风的 249 个孔更为合理。此外，为了便于中天观测，黄道游仪的 4 根支柱安置在 4 个斜角位置。黄道环约每经 82 年移动一对小孔，白道环约每经 19 日移动一 对小孔，以适应黄白变点沿黄道西退的交点退行现象。

一行还和梁令瓒共同设计、制造了一件新装置，叫开元水运浑天俯视图， 不但可以演示天象，还可以反映时间的流逝。该装置的结构大略为：浑象球 体安置在一个开口朝上的木制柜子中，一半在外，一半于内，则木柜上缘可 视为地平，柜内还有很多互相交错的齿轮结构。上缘之上立有两个木人，一 个每刻击鼓，一个每辰敲钟，皆靠流水操纵，自动自为，可以算作历史上最 早的自鸣钟，比西方早 6 个世纪。

开元水运浑天俯视图开始安置在皇宫武成殿前，其新巧珍奇吸引了文武 百官前往观看，但没过多久，因潮湿生锈，不能运转，遂收藏于当时的集贤 院内。

一行为四海测验的需要，还设计制造了一种专门用于测量各地北极出地高度的仪器，叫做覆柜。它可能是一种平圆形的测角器，沿直径方向照准北 极星，再读取铅垂线所指度值，这个度值与 90°分划线之间的夹角就是当地 的北极出地高度。这一仪器的设计思想新颖，而且符合科学道理，仪器本身 又轻便、灵活，便于携带和使用。它是一行在天文仪器制造方面的又一杰作。
天文仪器铸好后，一行立即开始了一系列认真的天文观测工作。同时，

他发起了全国范围的天文测量工作，有计划地委派人员到各地测量北极出地高度，日影长度和昼夜漏刻等数值，为拟议中的新历法问题的计算提供必要的数据。

一行发起组织的这次四海测验工作，是他的天文测量工作的一个重大成 就。这一工作的直接目的，是为计算九服（古代以京成为中心，每 5 百里为 一服）晷漏（古计时器）和食差等历法问题服务的。

一行委派人员分别到以下 13 个地点： 第一：铁勒（今俄罗斯贝加尔湖附近）， 第二：蔚州横野馆（今河北蔚县）， 第三：太原府，

第四：滑州白马（今河南滑县），

第五：汴州浚仪太岳台（今河南开封），

第六：洛阳，

第七：阳城，

第八：许州扶沟（今河南扶沟），

第九：蔡州上蔡县武津馆（今河南上蔡），

第十：襄州（今湖北襄阳），

第十一：郎州武陵县（今湖南常德），

第十二：安南都护府（今越南北部），

第十三：林邑国（今越南中部）。

在这些地点进行了北极出地高度、冬至、夏至和春分、秋分晷影长度，以及冬夏至昼夜漏刻长度等的实测工作，取得一批较好的观测成果。这是我国古代第一次大规模的全国性天文测量工作。

这一年，一行还和他的师父、中印度人善无畏一起完成了《大毗卢遮那 成佛神变加持经》7 卷的翻译工作。