現在，這些困難又擺在郭守敬的麵前。怎麼辦呢？郭守敬首先分析了造成誤差的原因，然後針對各個原因，找出克服困難的辦法。他先設法把舊圭表的表竿加高到5倍，因而觀測時的表影也加長到5倍。表影加長了，按比例推算各個節氣時刻的誤差就可以大大減少。其次，他創造了一個叫做景符的儀器，使照在圭表上的日光通過一個小孔再射到圭麵，那陰影的邊緣就很清楚，可以量取準確的影長。再就是他還創造了一個叫做窺幾的儀器，使圭表在星和月的光照下也可以進行觀測。另外，郭守敬還改進測量長度的技術，使原來隻能直接量到分位，提高到能夠直接量到厘位，原來隻能估計到厘位的提高到能夠估計到毫位。郭守敬對圭表進行了這一係列的重大改進，解決了許多關鍵性科學難題，他的觀測技術取得了突破性的進展。
郭守敬的圭表改進工作，大致完成於1277年夏天，這年冬天已經開始用它來測日影，因為觀測的急需，最初的高表柱是木製的，後來才改用金屬鑄成。現在河南省登封縣還保存著一座磚石結構的觀星台，其中主要部分就是郭守敬的圭表。這座高台的一邊作為表，台下用36塊巨石鋪成一條長十餘丈的圭麵。當地人民還給這圭表起了一個很豪邁的名稱，叫量天尺。
奇怪的“仰儀”
圭表的改進，隻是郭守敬開始天文工作的第一步，以後還有更多更新的創造發明。一個巨大的渾儀最遲在公元前第二世紀就已由我國天文家發明了，唐、宋以來曆代都有發展。它的結構完全仿照當時人們心目中反映出來的那個不斷轉動的天體圓球而製造的。在這個圓球裏有許多一層套著一層的圓環，圓環裏有的可以轉動，也有不能轉，在這些層層疊疊的圓環中間，夾著一根細長的管子，叫做窺管，科學家把這根細管瞄準某個星球，從那些圓環上就可以推定這個星球在天空中的位置。因為這個儀器的外形像一個渾圓的球，所以稱為渾儀，它是我國古代天文儀器中一件十分傑出的創作。在歐洲直到16世紀末，才有與我國北宋渾儀同樣的天文儀器。
在元朝的新曆編訂中，郭守敬創造了近20種儀器和工具。其中一個銅製半球麵，是當時最傑出的創造，它的形狀像一口仰天放著的鍋，郭守敬取名叫仰儀。半球的口上刻著東西南北的方向，半球口上用一縱一橫的兩根竿子架著一塊小板，板上開一個小孔，孔的位置正好在半球麵的球心上，太陽光通過小孔，在球麵上投下一個圓形的象，映照在所刻的線格網上，人們就立刻可讀出太陽在天球上的位置，避免用眼睛對著光度極強的太陽看，這是很巧妙的一項發明。而在發生日食時，仰儀麵上的日象也相應地發生虧缺現象。這樣，從仰儀上可以直接觀測出日食的方向，虧缺部分的多少，以及發生各種食象的時刻了。
郭守敬對天文學的貢獻，不僅僅是他的個人興趣，偉大之處在於他的創造精神和民族精神，可以說，郭守敬把自己畢生的精力都貢獻在天文學研究上，他的科研成果令後人敬佩！為了紀念這位偉大的天文學家，他的出生地邢台市最主要的一條街，道命名為郭守敬大道，現更名為守敬北路和守敬南路，並在達活泉公園內建立了郭守敬紀念館，郭守敬雕塑，觀星台等。
1981年，為紀念郭守敬誕辰750周年，國際天文學會以他的名字為月球上的又一座小行星命名。使這位天文科學巨人，與星月同輝！與曆史同行，與中華同在！