中国古代表示较小的长度的单位是十进制的。《汉书·律历志》有：

度者，分、寸、尺、丈、引也，所以度长短也。……一为一分，十分为寸，十寸为尺，十尺为丈，十丈为引，而五度审矣。^[19]

汉以后，1丈=10尺=100寸=1000分历代没有过变化。

但是，丈、尺、寸、分这些长度单位在中国古代具体指多长呢?研究表明，天文上专门用的尺寸在相当长的时间内曾延续固定的长度，自北周至明代天文上所用的尺寸一直保持不变，1尺=24.525厘米。^[20]但是，民间所用的尺度并不是一直不变的。更重要的是，用于度量长距离的单位“里”与短距离的单位“尺”（与“寸”）的关系不是固定不变的。

里的长度与尺的长度是通过“步”这个单位联系起来的。对于1里的长度的解释，《谷梁传》有记载：

古者三百步为里，名曰井田。井田者，九百亩，公田居一。^[21]

《韩诗外传》也有：

古者八家而井田，方里为一井，广三百步，长三百步为一里。其田九百亩。广一步、长百步为一亩。^[22]

其他文献也有一些记载。在唐代以前，一直采用1里等于300步，到唐初以后改为1里等于360步，元代可能采用过1里等于240步。^[23]

步与尺的换算关系也是有变化的。《礼记·王制》记载的步与尺的关系为：(www.daowen.com)

古者以周尺八尺为步，今以周尺六尺四寸为步。^[24]《汉书·食货志》也有记载：

理民之道，地著为本。故必建步立亩，正其经界。六尺为步，步百为亩，亩百为夫，夫三为屋，屋三为井，井方一里，是为九夫。^[25]

唐代改为5尺1步，采用的是大尺，5尺1步实际上相当于以前的6尺1步。^[26]因为历代民用尺的长度多有一些变化，步与尺的对应关系又不固定，所以1步的长度和1里的长度也在变化。

由此可见，尽管天文上用的尺度自北周到明代能长期维持不变，但是民用的“里”的长度在不同时代是有变化的。

现代天文史家对于古代天文文献中的“里”与“尺”的换算关系以及“里”本身的长度的认识也有出入。如对于唐代1里的长度，陈美东说：“一行和南宫说所说的1里，是为150丈=1500尺”^[27]；薄树人说：“中国古代1里等于300步，1步等于5尺”^[28]，二者都接受伊世同的研究结论，即1天文尺=24.525厘米，由此则二人都认为1里=367.875米；而吴守贤、全和钧认为“唐代的一里相当于现代的371.25米”^[29]，未说明原因。

又如对于唐代一行、南宫说所测得的“南北距离351里80步，北极高度相差一度”这一结果，不同学者也有不同的解释。薄树人给出过两个长度：“南北距离351里80步，北极高度相差一度。这个数据就是地球子午线上一度的长。化成现代的度量单位，子午线1度长129.22公里”^[30]，该文并没有给出计算方法，但是其中的计算方法可以很容易地复原出来：按300步=1里，则351里80步=351.267里；再按1里=367.875米，则351.267里=351.267×367.875米=129222米，再换算成公里则相当于129.22公里；其中1度指唐代的度。陈美东先生对此也进行了计算，算出“子午线每1°长为131.11公里”^[31]，此处的1°是指将圆周分为360°中的1°，这一结论与前述薄文的结论是一致的。但薄树人在另一篇文章中又说：“一行由此算出每隔351里80步北极高度即差一度。化为现代的单位后得地球子午线1°的长为151.07公里”^[32]，未说明计算方法。

再如陈美东先生在《中国天文学思想史》一书中，计算《山海经·海外东经》中竖亥步东极至于西极的距离时明言1里=300步，但没有明言1步等于多少尺，不过从他计算出的数据可知，此处他用的1步=5尺，1里=1500尺^[33]；但在计算《洛书·甄曜度》和《春秋·考异邮》的数据时，则明言“1里=300步，1步=6尺=60寸=600分”^[34]，则是1里=1800尺。

可见，文献可考的最早的里和步的换算关系是1里等于300步，但其可靠证据只能上推到西周，其创制显然是为了方便井田制的计算。而步与尺的换算关系有1步等于6尺、5尺、8尺、6尺4寸等不同制度。由此带来的后果是，千里差一寸中“里”和“寸”的对应关系不同人有不同的理解。

需要特别强调的是，西周之前里和步的换算关系、步和尺的换算关系没有可靠的文献记载，不能以西周以后的对应关系来看待。