代数据和都城观测是不够的。他提出了一个大胆的计划：在全国范围内选择若干个纬度不同的地点（南至交州，北至铁勒），同时进行夏至、冬至、春分、秋分这“四分”时刻的日影长度和北极星高度的测量。
“各地数据已陆续送回，”太史局的官员向一行汇报，“南宫说在滑州（今河南滑县）、浚仪（今河南开封）、扶沟（今河南扶沟）、上蔡（今河南上蔡）四地的测量最为详尽，圭表均依此‘覆矩’式样统一建造，确保标准。”
一行仔细核对着各地报来的数据。他需要这些数据来完成两个重大目标：一是验证和修正传统的“寸差千里”之说（认为南北相距千里，夏至日影长度相差一寸），二是更精确地推算地球子午线（经线）一度的弧长，从而为历法计算和大地度量提供更可靠的基础。
测量过程枯燥而艰辛，需要极大的耐心和严谨。日影的长度随着太阳高度角的变化而细微移动，任何观测误差、仪器偏差、甚至石圭受热膨胀都会影响结果。一行和他的团队必须反复测量、比较、校正。
“禅师，如此大费周章，只为求得日影尺寸之微差，值得吗？”一位年轻的助手忍不住问道。
一行放下手中的算筹，望向湛蓝的天空和巨大的石制圭表，目光深远：“你可知，这日影长短之差，看似毫厘，实则关乎天地之大数？昔日《周髀算经》立圭表之法，以测天地。然地域不同，影有差殊；时代变迁，历有疏密。若不实地实测，何以知‘寸差千里’之真伪？何以定寒暑往来之准期？何以授民以时，指导农耕？”
他指向那巨大的“覆矩”：“此器之设，非为观瞻，实为度量。以石之坚，存此刻度；以匠之心，求其精微。我们所量的，不止是日影，更是天道运行之‘度’。将此‘度’量准、记牢、算清，载入历书，便能指导天下百姓，何时播种，何时收获，何时御寒，何时备汛。这毫厘之差，于天为小，于民为大。历法不准，则农时失序；农时失序，则饥馑生焉。此乃关乎国计民生之根本。”
他顿了顿，又补充道：“且夫，测地之术，亦关乎疆域认知。若能以实测知南北千里影差几何，便可依此推步远方土地之广袤，山川之形势。知天地之数，方能更好地居于天地之间。”
最终，通过这次大规模实测，一行等人得出“大率五百二十六里二百七十步晷差二寸余”的结论，修正了传统的“寸差千里”说，并推算出子午线一度弧长约为123.7公里（与现代值111公里相比虽有误差，但在当时是划时代的成
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