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1976年，刘庆柱先生根据调查钻探和发掘资料，结合文献记载，首先界定出秦咸阳城的大致范围：“东自柏家嘴（若包括兰池宫遗址应自肖家村），西至毛王沟；北由高干渠，南到西安市草滩农场附近（即秦代渭河北岸，由于河道变迁现已变成渭河南岸）。都城东西6公里，南北7.5公里”。后来刘先生又作了进一步的补充和修正：“秦咸阳城的范围东自柏家嘴村，西至长陵车站附近，北起成国渠故道，南至汉长安城遗址。以北约3275米（因渭河北岸距汉长安城遗址北部约 6500米，估计原来秦咸阳城南部约有南北3225米宽的地段已被河水冲毁）推断秦咸阳城东西约7220米，南北约6700米”。同时先生又认为“渭河南岸的秦宫建筑是秦咸阳城的外延，以后构成秦都咸阳的重要组成部分”。王学理先生在《咸阳帝都记》中指出，咸阳作为秦帝国的首都，范围确实很大。其市中心至少包括了今西安市北部、西部和咸阳市东窑店乡之间渭河两岸的广阔地域。渭北区以长兴到三义为东西区间，北起咸阳塬的二道塬腹部，往南跨越渭河，至阿房、汉城、灞西一线，构成市中区；郊区延伸颇远，西北到今咸阳市东郊的塔儿坡、市北的“公陵”，东南可达今临潼县西韩峪乡秦芷阳故地。南北长19公里，东西斜跨约63公里，现代著名历史地理学家史念海先生也指出，“咸阳最初是在渭河北岸兴建的但后来却越过渭河，向南岸有所扩展，实际上整个城市是横跨渭水两岸的。所以说秦朝当时的咸阳不是现在西安的全部。
汉长安是在秦咸阳遗址基础上建立起来的，秦咸阳从惠文王以后，就不断向南扩展，在渭河以南修建了章台、兴乐宫、甘泉宫、信宫、阿房宫及七庙等建筑。刘邦夺得天下后，经娄敬、张良等的劝说，建都长安。修缮秦的兴乐宫而改为长乐宫，在秦章台基础上建未央宫。即汉长安城是在秦都咸阳基础上建立的，说明在都城选址上是汉承秦制的。汉朝宫阙均在今西安市汉城保护区内，位于北二环以北。汉城筑于惠帝时，在今西安市西北，周围二十五公里；隋城筑于文帝时，号大兴城，包有今西安城和城东、南、西一带，周围三十六公里。
隋开皇二年（582）在汉长安城东南建新都大兴城，入唐后改称长安，仍为都城，仅作了局部修建和扩充。至盛唐，长安为当时规模最大、最为繁华的国际都市。
唐长安城由廓城、宫城、皇城3部分构成。廓城平面长方形，东西长9721米，南北宽8651.7米，周长36.7千米。每面有3座城门，除南面正门明德门为5个门道外，其余皆为3个门道。宫城位于廓城北部中央，平面长方形、南北1492米，东西2820米。中部为太极宫（隋大兴宫），正殿为太极殿（隋大兴殿）。东为皇太子东宫，西为宫人所居的掖庭宫。皇城接宫城之南，有东西街7条，南北街5条，左宗庙，右社稷，并设有中央衙署及附属机构。
唐昭宗天佑元年（公元904年）迁都洛阳后，因城中民房大半被拆毁，就旧城北部改筑新城，即今西安城。
西汉、隋、唐皆建都于长安，故唐以后常通称国都为长安。并不一定指真正的长安。
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