Верхняя часть инструмента не сохранилась, но при раскопках найдены мраморные плиты с градусными обозначениями 10°, 20°, 21°. На этом основании предполагают, что верхняя часть инструмента (от 0° до 45°) находилась над землёю, была разрушена, а плиты с делениями на градусы расхищены (кроме трёх).
В. Л. Вяткин, откопавший таинственную лестницу, уводящую в глубь холма, первым высказал предположение, что «странная лестница представляет нижнюю половину гигантского квадранта».
Квадрант был установлен в направлении с юга на север, т. е. ориентирован по линии меридиана. Этот прибор служил для определения высоты той или иной звезды.
В недавнее время узбекский учёный Кары-Ниязов высказал предположение, что часть вертикального круга представляет собою секстант, а не квадрант.
Кары-Ниязов ссылается на рукопись самаркандца Джемшида, где содержится описание секстанта: «Секстант есть шестая часть окружности, установленная в плоскости меридиана; она делится на секунды. Секстант устанавливается так: дугу, равную шестой части окружности, проводят таким образом, что она проходит с одной стороны через основание южной стены, с другой — через вершину северной стены. Поверхность дуги секстанта складывают из тёсаного камня, затем на ней вдоль её длины делают углубление (желобок), в целях удобства при вращении и передвижении инструмента, из меди или бронзы».
Кары-Ниязов считает, что в обсерватории Улугбека измерения положений звёзд, планет и Луны производились с помощью других, более мелких инструментов. Большой же инструмент (по Кары-Ниязову — секстант) служил для определения так называемых «основных постоянных» астрономии. Учитывая крайние точки высоты Солнца в Самарканде, Кары-Ниязов полагает, что квадрант был и не нужен; можно было вполне обойтись секстантом. Установить же секстант гораздо проще, нежели квадрант. Поэтому Кары-Ниязов считает найденную Вяткиным часть огромного вертикального круга секстантом, а не квадрантом.
Вспомним, однако, что в подземной части мы видели мраморную доску с числом 80°. Ниже — мраморные дуги продолжаются ещё на 7 метров и имеют деления на градусы. Если пометить эти деления, то последнее придётся на 90°.
По словам Вяткина, при раскопках найдены были плиты с числами 10°, 20°, 21°. Если бы инструмент Улугбека был секстантом, то на таком инструменте при наличии отметки 80°, не могло быть плиты с отметкою 10°.
В. А. Шишкин сообщил автору, что во время раскопок 1948 г. плиты с отметкою 10° он не обнаружил, но обнаружил плиту с отметкой 19°. По существу это обстоятельство дела не меняет, так как при наличии плиты с отметкой 80° и плиты с отметкой 19° мы всё равно имеем дугу, выходящую за пределы секстанта. Мы склонны согласиться с тем, что рабочая часть этого угломерного инструмента может быть условно названа секстантом (принимая во внимание географическое положение Самарканда), но что прибор в целом представлял собою полную четверть окружности (т. е. квадрант). О ненужности крайних делении как на верхнем, так и на нижнем конце дуги свидетельствует отсутствие делений на самой нижней сохранившейся части квадранта (от деления 80° до 90°). Но наличие этого отрезка дуги говорит за то, что, быть может, соображения удобства деления на градусы квадранта, а не секстанта, заставили строителей выложить четверть круга, хотя практической надобности в квадранте (полной четверти круга) и не было.
С помощью гигантского угломерного инструмента (можно условно назвать его секстантом) в самаркандской обсерватории Улугбека производились, очевидно, наблюдения над Солнцем, Луною и планетами. Для наблюдения звёзд пользовались передвижными приборами — секстантами Фахри, как об этом свидетельствуют различные авторы.
Наблюдения за небесными светилами на меридианном квадранте производились с помощью диоптров. Центральный диоптр, по мнению Сикоры, помещался на верхушке башни, поднимавшейся над нижней частью дуги (квадранта). Другой диоптр двигался по мраморным дугам прибора. Тележка двигалась по желобам и устанавливалась наблюдателем в нужном месте с помощью штифтов (один из таких штифтов был обнаружен при раскопках). Градусы отсчитывались по делениям на мраморных плитах, а минуты и секунды по делениям на вспомогательной шкале, помещавшейся на тележке с диоптрами.