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。
四、世界上第一次测量地球子午线1°
滑洲白马、汴州浚仪、许州扶沟和蔡州上蔡4处的测量工作最重要，也 做得最为认真。这4处地点是一行等人精心选定的，原因是：
第一：它们都处在平原上，
第二：它们大约都处在同一经度线上。
测量的内容，除了北极出地高度，冬夏至和春秋分晷影、冬夏至昼夜漏 刻长度外，还增添了用测绳丈量这四处彼此间水平距离的内容。
负责这四处测量工作的南宫说也是一位天文学家。705年，唐中宗李显 复位后，南宫说当时担任太史丞，就奉诏编造新历。到景龙年间（707—710） 新历编成，却因睿宗李旦即位而未予采用。新历名为神龙历，因神龙元年岁 在乙巳，所以又称为乙巳元历。
乙巳元历的回归年值为365.2448日，朔望月为29.5306日，它的数据测 定都用黄道坐标而不用传统的赤道坐标。为便于计算，乙巳元历首次废除了 繁复的分数数据，而一律行用余、奇、小分形式的百进位制。
一行、南宫说等人作出这些安排的主要用意是：验证前人关于地南北距 千里，夏至午中晷影差一寸的说法。例如东汉的张衡（78—139）在他的天文 学名著《灵宪》中也是这种说法。对测量结果进行了简单计算，一行得到的 结论是大约南北相距200余里，夏至晷影便相差一寸，从而证实了前人的说 法是错误的，测量的目的已经达到了。
一行又对所有的测量结果作了更深入的分析研究，他发现了这样重要的 事实：
第一：A地至B地、C地至D地的里差相同，但它们冬至（或夏至）的晷 差却不同；
第二：E地至F地、G地至H地的里差不同，但它们冬至（或夏至）的晷 差却一样。
这个事实说明了各地的里差和晷差之间并不存在线性关系，这是从更深 的层次上否定了前人千里差寸的错误说法，同时也促使一行作进一步的探 索。当对各地里差与北极出地高度差之间的关系进行比较分析时，一行得出 了北极高度一度，南北两地相距 351.27唐里 （约合子午线 1°长 131.11 公里）的结论，这比现代的测量结果偏大约20.17公里，精度并不高。他们 在这四处地点进行测量时，并不知道这个工作巨大的天文学意义，但是，在 客观上，他们则是在世界上第一次对子午线1°进行了实测工作。
南宫说等人完成这次实测的时间是公元725年。
公元814年，阿拉伯天文学家阿尔·花刺子模等人进行了同样的工作， 时间上比中国晚九十年。
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