우리민족은 옛 부터 하늘을 관찰하는 천문대를 축조하고 하늘의 천변현상을 관측하여 왕조들의 역사서 속에 기록하였을 뿐만 아니라, 많은 천문관련 사료와 유물을 자랑하는 하늘의 과학문화를 일궈 낸 자랑스러운 전통을 이어온 민족이다. 실제로 우리나라의 천문관측에 사용한 천문의기(天文儀器)에 관한 기록은 조선 초기 부터 구체적으로 기술하고 있다. 세종시대는 세계 과학기술사를 빛낸 세계 최대 규모의 천문시설과 천문의기를 제작한 많은 창제물들의 기록이 남아 있지만 모두 사라져 당시의 유물을 볼 수 없어 아쉬움을 금할 길이 없다. 필자는 지금까지 사라져 버린 고천문의기와 현존하는 유물일지라도 훼손되어 원형과 작동상태를 볼수 없는 천문의기들을 문헌을 통하여 천문의기들의 작동모델을 설계하고 복원하는 과정과 복원결과를 제시하고자 한다.
복원과정 에서 천문의기(天文儀器)에 관한 고 문서 기록은 그림이나 설계도로 표현된 것은 거의 찾아볼 수는 없지만 일부 의기는 제작에 관해서 규격과 용도와 기능을 알 수 있도록 제작 명이 기술되어 있다. 왕조사나 『제가역상집(諸家曆象集)』같은 고문서 기록을 살펴보았고, 현존하는 유물의 부품이나 또는 중국의 유물들을 학술 조사하여, 그 구조와 기능을 분석해 복원힌다. 복원과정을 살펴보면 천문의기 복원(復元)은 모형(模型)을 만드는 것이 아니며 때문에 기초설계 과정에서 부터 외형적 형태와 구조 등을 학계고증 과정 등을 거쳐, 가급적 자재와 공법들은 전통적인 방식으로 제작하고 있다. 각종 부속부품이나 장식문양 등 제작과정의 고증이 필요하고 또 각 부품들이 작동할 수 있도록 작동모델을 복원하여야 하는데, 실제 정교하게 가공하지 않으면 작동이 불가능하다. 천문의기는 대체로 정교한 계측기 종류기 때문에 정밀하게 측정하는 눈금이 새겨지도록 청동으로 부어 만들 때는 시행차고 많이 있었다. 뿐만 아니라 천문의기들은 대체로 왕궁에서 사용함으로 그 외형적 구조와 모양이나 문양도 당시 왕권을 상징하고 있고, 용(龍)의 형상과 문양들은 예술적인 손길이 많이 필요로 한다. 설치과정에서는 정확한 극축의 방위와 설치장소의 위도에 맞도록 정밀하게 조정되어 설치해야만 한다. 복원한 천문유물들은 새로이 재 창재를 이룬 것이라고 볼수 있다.
지금까지 복원하여 설치한 천문의기는 간의(簡儀)와 소간의, 혼천의가, 혼상(渾象), 일성정시의(日星定時儀) 등이 있고, 각종 해시계 거운데 앙부일귀와 정남일귀 현주일귀 지평일귀가 있다. 길이 25m 규(圭)에 눈금을 새겨 간의대 서쪽에 나란히 설치하고 8m 높이의 규표(圭表, 銅表)는 설계를 완성하였다. 이와 같은 각종 천문기기들과 시계들은 매우 정교하게 제작하여 정밀하게 측정할 수 있는 계측기로서 당대 최첨단 과학기기들이다.
아울러 세종시대의 혼천의와 자격루 등의 전통을 이어온 천문기기로 세계 유일하게 현존하는 송이영의 혼천시계(국보 제230호, 만 원권 지폐의 혼천의 부분의 그림)의 작동 모델을 완성하였다. 이 혼천시계는 우리나라의 전통적인 시계기술의 축척과 천문학적 원리를 바탕으로 당시 서양의 기계시계 기술을 집약하여 이룩한 천문시계이다. 훼손된 유물을 살펴 작동 모델을 복원함으로서 혼천의의 설치한 태양과 달의 천상운행의 모습을 실시간으로 지켜볼 수있게 되었다.