既然在历史上百刻制占主要地位，人们就想办法调和它与12时制的关系。一种常用的方法是把1刻分为能被3整除的小单位，例如1刻分为60分，这样，1个时辰就是8刻20分。时辰被分为初、正两部分之后，为了让每部分都分得相等的刻数，人们让每个时辰包含8刻2小刻，并规定1刻等于6小刻，即1小刻等于现代的2.4分钟。这样，时初、时正分别包含4大刻1小刻，大刻在前，小刻在后。用这样的方式，使得百刻制与12时制终于配合了起来。
时间单位建立以后，时间计量的基本指导思想也就相应产生。对于自然时间单位，古人尽力测出其有特征意义的天文现象发生时刻，由两时刻之间的间隔来确定这些时间单位的大小；对于人为时间单位，则尽力寻求能够均匀变化的物质运动形式，由之反映出时间流逝。对于后者，古人是通过漏刻来实现的。
治理国家的需要
禹治水成功以后，又组织人们去发展生产。相传他还把全国分为九州，根据不同情况进行管理。禹的作为受到舜的赏识和各部族的拥戴。舜退位后，禹成了继位人。禹(一说禹的儿子启)建立了中国历史上第一个王朝——夏王朝。夏朝设立了自己的国家机构，有牧正、庖正、车正(管理畜牧、膳食、车旅的官职)等一系列职官，有军队，还制订了刑法，修造了监狱。
有了国家机器，就要维持它的运转，这就需要有足够的粮食和副食品，由此就导致了赋税制度的产生。《尚书·夏书·禹贡》篇，专门记载了禹制订的“任土作贡”制度，即根据不同情况交纳不同贡赋。这表明早在夏朝，统治者就已经建立了某种赋税制度。而当时的赋税制度，只能是实物赋税，这必然需要计量(非实物赋税也要以计量为基础)。这样，赋税制度的建立，促进了中国古代计量的进一步发展，其表现形式就是度量衡器具的逐步标准化。因为征收赋税是一种面向社会的行为，如果计量器具不标准、不权威，必然会导致混乱，影响到征收的正常进行。对此，统治者有清醒的认识。《尚书·夏书·五子之歌》说：“关石和钧，王府则有，荒坠厥绪，覆宗绝祀。”所谓石、钧，就是指的度量衡。度量衡的使用和管理掌握在官府手中，有利于保证赋税制度的顺利执行。如果统治者抛弃法定的度量衡制度，为所欲为，势必要造成混乱，国家就要倾覆了。因此，赋税制度的需要是中国古代以度量衡为主体的计量制度向前发展的一个重要动力。
除了赋税制度以外，还有各种分配制度，尤其是分田制度，对传统计量的发展也起到了推动作用。在中国，原始氏族公社发展到了一定阶段以后，出现了农业、畜牧业，人们开始在土地上耕作。最初土地属于公社所有，由全公社的人一起耕种，产品由公社成员平均分配。随着生产力的提高，公社开始把土地平均分配给各个家族或家庭使用，但土地仍属于公社所有。每年收获以后，公社将土地收回，次年耕种时，再重新进行分配。国家成立以后，土地制度也相应发生变化，全国的土地都属于天子，即所谓“普天之下，莫非王土”。但王本身并不耕作，他还要把土地和奴隶分赐给诸侯和臣下，让他们世代享用。不过诸侯和臣下对土地并无所有权，王还可以随时将土地和奴隶收回或转赐别人。所有这些过程，都存在着一个土地分配问题。显然，这种分配所需要的计量的规模和复杂程度，远非原始社会的测量所可比拟。它迫使古人去思考如何对土地进行大规模的丈量和计算，从而不但提高了计量技术，发展了计量工具，还使有关的数学计算方法也成熟起来，最终导致了计量理论的进步。
在原始社会后期，随着生产的发展，社会出现分工，产品也有了剩余，人们为了互通有无，就产生了交换活动。最初的交换活动用以物易物的方式进行，对于计量的精确度，人们并不特别要求。国家出现以后，商业活动也相应增多，发展到一定时期，出现了不直接从事物质生产，而是专门经营商品买卖的商人阶层。《尚书·酒诰》记载有殷人“肇牵牛车远服贾”，意患是说商代有人专门用牛车到远处做买卖。商代后期还出现了铜币。西周的商业比殷商时期又有所发展，货币明显增多，商业成为社会经济不可缺少的部门。据《考工记》记载，西周的都城里还有专门的“市”，供人们交换货物。这些，都是当时商业发展的标志。
商业的发展，也促进了古代计量的进步。这是因为，当人们把交换作为一种经常性的社会活动、用货币作为交换尺度、以营利为目的时，原始交换中的不甚计较就会被新观念下的锱铢必争所取代，这就需要用权威的度量衡来进行准确计量。为了避免混乱，官府也需要利用度量衡作为管理市场的一种手段。例如《周札·地官司徒》专门介绍了当时的市场管理官员——司市。司市负责对市场的全面管理，其职责之一是“以量度成贾而征价”，即用度量衡器具对货物计量后再评定其价值。司市手中掌握的度量衡器，既是市场上唯一的标准，也是一种权力的象征。不但周朝如此，历代王朝，无不高度重视度量衡在市场交易乃至国家管理中的作用：一方面，组织人力精心制订权威的度量衡标准器具；另一方面，颁布各种律令，迫使人们遵行其所制订的度量衡制度。这是中国古代度量衡制度得以发展的主要社会动力。
综上所述，中国古代计量得以发展的主要因素，在于社会的需要，首先是统治者治理国家的需要。正是这种需要，推动了以度量衡为主体的古代计量制度的不断向前发展。
空间方位的划分
与时间计量相应的还有空间计量。空间计量的前提条件是空间方位划分。
古人对空间方位的划分，大体可分为两类：天体空间方位划分和地平方位划分。这实际是两套不同的坐标系统：天球球面坐标和地平坐标。
在对天体空间位置进行测量时，古人采用的计量单位是度，这种度是按把周天圆分为3651／4段的分度方式决定的。这种分度方式和我们通常所用的度的概念有所不同。现在所谓的度，指的是把一个圆分为360份时，每份所对的圆心角。中国古代没有圆心角概念，古人分度的依据是太阳的周年运动。古人在观测中发现，太阳在一个回归年中在恒星背景上运行一周，而回归年的长度约为3651／4日。据此，他们分日行轨道为3651／4段，每一段称为一度，这就是传统分度方式的由来。这种“度”在本质上仍属于长度，古人在运用“度”的概念时，也把它作为长度概念来处理。
需要说明的是，虽然传统3651／4分度本质上属于长度，但对于圆，分度一旦确定，圆弧上每一段都与一定的圆心角相对应，而古人据此用浑仪进行观测，则实际是角度测量。由此，在讨论古人观测结果时，可以直接将其记录视同角度，并与现今360度分度方式建立起对应换算关系。
度数概念产生时间应当早。长沙马王堆汉墓出土的帛书《五星占》，即已提到了行星运行的度数。《五星占》问世于汉初，而其中有关天文数据则远可以追溯到先秦时期。《开元占经》等古书所引战国一些天文家的工作，也都广泛使用了度数。这表明，早在先秦时期，中国古人对于天体空间方位，已经能够进行某种程度的定量计测了。
分度方法产生以后，如何以之表示天体空间方位，古人有过不同的做法，其中最主要的一种方法是用天体的人宿度和去极度两个要素来表示。
所谓人宿度，是指待测天体与二十八宿中某宿距星的赤经差。古人把环绕天赤道的星宿分为28组，叫二十八宿。每一宿包括数目不等的恒星，古人选定其中一颗作为测量时该宿的标志，被选定的这颗星就叫做该宿的距星。这些距星相互之间的角距离可以预先测定，测定出来的结果叫这些距星的距度。古人把这种测定距度的工作叫“立周天历度”。《周髀算经》就记载了当时人们立周天历度的方法。距星测定以后，各种移动天体在天赤道方向的位置就可以用该天体离相应距星的距离表示出来，这就导致了人宿度概念的产生。距度的测定，是为了沿天赤道方向为天空建立坐标系，而人宿度则是在这一坐标系中对运动天体位置的具体表示。就现在掌握的资料来看，至少在战国时期，人宿度和距度的概念已经产生了。
去极度则是指所测天体与天北极之间的角距离。这一概念的产生，与古代浑天说关于天是圆球的思想有关。既然天是一个圆球，要确定天体在天球上的位置，只考虑它沿天赤道方向的人宿度是不够的，还必须同时考虑它与天北极的角距离，这就导致了去极度概念的产生。
人宿度和去极度这两个概念，在本质上等同于现代表示天体空间方位的经纬度概念，它反映的是一种赤道坐标系。因为天体的周日运动是沿着赤道方向的，所以，这种坐标系的采用非常科学。在西方，自古希腊至16世纪，各主要的天文学发达的民族都使用黄道坐标系。16世纪以后，欧洲逐渐开始使用赤道坐标系。到了近代，赤道坐标系成了天文学上的主要坐标系。
在表示地平方位方面，中国古人是在水平四向基础上逐渐使之精细化了的。方向概念的起源，在中国非常之早。在6000多年前遗留下来的西安半坡遗址中，房屋的门都是朝南的，墓葬也有一定方向。这种现象在其他遗址也有类似表现。这表明，早在还没有文字的原始社会，人们就已经掌握了辨认方向的方法。而方向概念的出现，当然要比这更早。
人们最早意识到的方向概念，应该是东西二向。因为太阳的东升西落，最为直观，由此导致东和西概念的产生，十分自然。宋代科学家沈括说：“所谓东西南北者，何从而得之，岂不以日之所出者为东、日之所人者为西乎？”(《宋史·天文志》)这就是将东西二向与日的出入相联系的。
但是，由日的出入直接确定东西二向的作法，非常粗糙，因为日的出入方位每天都在变化。夏天，太阳在东北方向升起，西北方向落下；冬天，太阳在东南方向升起，西南方向落下。这样，通过观察日之出人来确定的东西方向，指向必然是不确定的。
后来，人们发现，无论太阳在哪个方位升降，它到达中天时的方位都是不变的，于是就把这个方位规定为南。同时，在夜晚对天象的观测中也发现，满天的恒星都在旋转，而有一颗星却是不动的，那就是极星。极星所在的方位与日上中天时所在的方位是相对的，人们把它规定为北。这就定义了南北这样一对方向。南北概念产生以后，古人认为它比东和西更为基本。先秦着作《晏子春秋》说：“古之立国者，南望南斗，北戴枢星，彼安有朝夕哉！”意思是说，古人修建城池，通过南斗、北极来确定南北，他们哪里去考虑东西方向。
在这种认识的基础上，古人进一步提出了“正朝夕”即校正东西的概念。所谓“正朝夕”，就是说不再以日之出没为依据来判定东西，而是要精确测定南北方向，再把与之垂直的一对方向定义为东西方向。用这样的方法，来得到准确的正东正西。具体的做法，本书后面还要讲到。
东西南北四向，是古人最基本的方向概念。但作为地平坐标体系，仅有此四向是不够的，于是，古人很自然地从这四向中派生出了东南、西南、东北、西北这4个角向。合在一起，就有了8个方向。东汉科学家张衡在其《灵宪》中提到“八极之维”之语，就是指的这呈米字状的8个方向。
8向的划分，对于社会生活而言，还是过于粗糙。于是，人们又进一步将其扩充为12个方位，并与子、丑、寅、卯、辰、巳、午、未、申、酉、戌、亥这十二地支结合起来，这就形成了十二支方位表示法。
在需要精确表示方位情况下，十二支方位仍然嫌粗，于是，古人又进一步将其细分为24个方位，并用四维、八干、十二支将其表示出来。所谓四维，是指八卦中的乾、坤、艮、巽4卦。乾表示西北，坤表示西南，艮表示东北，巽表示东南。八干是指10个天干中的甲乙丙丁庚辛壬癸。二十四支方位表示法。十干中的戊、巳两干则用来表示中央方位，与二十四支方位无涉。
二十四支方位表示法在古代中国沿用时间很长，是一种占主导地位的地平方位表示法。不过，也还有比之更为精细的划分方法。例如清初《灵台仪象志》就曾提到过一种32向地平方位划分法。原文为：“所谓地平经仪，其盘分向三十有二。如正南北东西，乃四正向也。如东南东北、西南西北，乃四角向也。又有在正与角之中各三向，各相距十一度十五分，共为地平四分之一也。”这是首先把地平方位分为8向，再从相邻的两向之间平均引出3条方向线，这就构成了32向地平方位表示法。
上述诸地平方位表示法，实际上大都不具备连续量度的功能，因为任何一个方位都表示一定的区域，在这个区域内任何一处都属于该方位。若欲连续测度，必须变区位为指向，以便各指向之间能做进一步的精细划分。32向地平方位表示法就其图示而言，已经初步具备这种功能。当然，在古代也有可以连续量度的地平方位划分法，如《周髀算经》中介绍的“立周天历度”之法，就是沿着地平方位所做的一种连续测量。但这类方，法实际中很少用于对地平方位的表示，并且也没有科学的地理经纬度概念。一直到了近代，地球观念深入人心后，与现代表示方法一致并且可以连续量度的地理经纬度概念才普及开来，成为表示物体地理位置的主要坐标系。
先秦标准量器
在古代量器发展史上，先秦是开创性阶段。先秦量器的发展，经历了由混乱到统一、由随意到科学的演变过程。其中前者是通过商鞅变法及秦始皇统一度量衡而得以实现的，其现存实物以商鞅方升为代表；后者则凝聚了当时齐国学者和工匠的心血，其形制规范通过《考工记》的记述而得以为后人所知。下面先介绍商鞅方升。
商鞅方升的监造者是秦国高级官员商鞅。商鞅原是卫国人，是卫国国君的同族，因而人们又称其为卫鞅或公孙鞅。他因在秦国变法有功，被封于商(今陕西商县东南)，故人们称其为商鞅。
商鞅一生的事业是在秦国变法，其变法的主要内容之一是推行统一的度量衡制度。他把推行统一的度量衡制度作为保障变法成功的重要技术措施，不但制订法令，在全国范围内强行统一，还亲自监制了一批度量衡标准器，发到全国各地，督使统一的度量衡制度得到贯彻执行。