Только в 1908 году В. Л. Вяткину было отпущено на раскопки обсерватории восемьсот рублей. Но при этом от В. Л. Вяткина потребовали твёрдых доказательств того, что деньги не будут истрачены им впустую и что остатки обсерватории Улугбека будут обнаружены Вяткиным именно на холме По-и-расад.
С целью найти подтверждение своим догадкам В. Л. Вяткин, отлично владевший восточными языками, определился на службу в управление губернатора по земельным делам. После кропотливой работы он обнаружил в одном документе XVII века на право владения земельным участком в местности Накшиджехан по арыку Аби-Рахмат указание на то, что один из участков именовался «Тал-и-расад» (т. е. холм обсерватории). Документ, имеющий трёхсотлетнюю давность, подтвердил правильность бытующего в народе названия холма (По-и-расад). Вот что писал Вяткин в своём отчёте о том, как он не на земле, а под землёй отыскал обсерваторию Улугбека:
«Хотя обсерватория, построенная Улугбеком в окрестности Самарканда, и упоминается у многих мусульманских писателей, а Бабур в своих известных мемуарах даже указывает приблизительно её местоположение, но до последнего времени, несмотря на понятный интерес к этому историческому памятнику, не было точно известно, где именно было расположено, судя по описаниям, грандиозное сооружение, как неизвестно пока точное местоположение загородных дворцов Тамерлана и того же Улугбека, от которых также не сохранилось никаких видимых следов, хотя история и говорит, что дворцы эти представляли грандиозные здания, рассчитанные на сохранность в течение многих веков».
«Открытием местоположения обсерватории мы обязаны найденному мною, — пишет далее В. Л. Вяткин, — вакуфному документу[2], написанному около 250 лет тому назад, в котором в числе описанных границ земельного участка указан холм обсерватории («Тал-и-расад») и известные в настоящее время под теми же названиями арык Аби-Рахмат и местность Накшиджехан»… «Наружный осмотр холма обсерватории с его слегка изрытой поверхностью вершины, видимо, искусственно расчищенной для придания ей более или менее ровной площади, с разбросанными обломками кирпича и местами с сероватым цветом почвы от присутствия в ней известкового цемента, указывал, что здесь могла быть какая-то постройка».
Местные жители на расспросы Вяткина ни слова не могли сказать о постройках Улугбека, но упорно твердили о мазаре Чильдухтаран, т. е. о гробнице сорока святых дев.
Но Вяткин, поставивший своей целью найти остатки обсерватории, уверенно говорил:
— Искать надо здесь. Вот холм обсерватории.
С холма открывался обширный вид на зелень садов, на город с его памятниками времён Тимура и Улугбека. На юге, в глубоком овраге, протекал арык Аби-Рахмат.
Южной, более высокой части холма искусственно была придана форма округлой площадки. На ней-то и должна была, по убеждению Вяткина, располагаться обсерватория.
В 1908 году под руководством Вяткина рабочие землекопы начали раскопки. Вершина холма оказалась заваленной строительным мусором. Толщина слоя этого мусора достигала 4 метров. В течение веков окрестные жители рылись в этом мусоре, откапывая пригодный к делу жжёный кирпич, обломки мраморных плит, изразцы.
От краёв площадки к центру, как видно по плану, начали рыть три траншеи с запада, с севера, с востока (посмотрите на план раскопок, сделанный В. Л. Вяткиным). Все три траншеи упёрлись в остатки какой-то стенки, но не прямой, а, повидимому, округлой.
Для подтверждения мелькнувшей догадки Вяткин помимо трёх траншей заложил ещё десять колодцев (см. план раскопок). Эти десять колодцев, вырытых по линии предполагаемого круга, подтвердили существование круглой стенки. Вяткин высказал предположение, что обнаруженная им круглая стена служила основанием особого астрономического прибора, горизонтального круга, с помощью которого в обсерватории с очень большой точностью определялось направление той или иной звезды, так называемый азимут.
Новейшими раскопками 1948 года, по мнению В. А. Шишкина, удалось выяснить, что круглая стенка, обнаруженная Вяткиным, была не основанием горизонтального круга, а фундаментом здания, башни, имевшей круглое основание диаметром в 46,4 м (не считая внешней облицовки, которая при разрушении обсерватории была сорвана и растащена как строительный материал). К этой башне, очевидно, прислонена была надземная часть того гигантского квадранта, который был обнаружен Вяткиным при дальнейших раскопках.