住在朝南屋子中的人，每天中午觀察太陽影子會發現：當夏天到來的時候，太陽光逐漸從屋裡退了出去，到了某一日，只能照在門口，過了這一日，太陽光又逐漸照進屋子，中秋時，能照進半間屋子，再以後，太陽照進屋子越來越多，到了某一日，甚至能夠照到屋子的北牆。也許正是對這種現象的觀察，啟發古人用立表測影的方法來尋找一年中日影最長和最短的日子。這兩個日子就是二十四節氣中的冬至和夏至，古人稱為「至日」。知道冬至日期和時刻對古人來說尤為重要，因為它直接關係到全年節氣推算的準繩與否。
雖然觀察每天中午的表影可以直接測得冬至日期，但卻很難定出冬至時刻，因為冬至並不一定發生在中午時刻。四分曆在中國使用的時間很長，它的一年長度是365.25日，因此當第一年的冬至發生在中午，第二年就發生在中午再過0.25日，第三年就發生在夜半，第四年發生在夜半之後又過0.25日，第五年冬至時刻又在中午時刻發生。根據這個規律，我們猜想古人可能是連續幾年測冬至日中午的表影長度，取其中表影最長的那一年，而把這年的冬至時刻定在這天中午。