1271年清明时节，上都郊外的牧草刚抽出新芽。扎马鲁丁带着三名弟子登上西北方向的龙岗山，玄色袍袖在春风中猎猎作响。当他取出镶嵌着青金石的磁针罗盘时，铜制指针竟在子午线方位剧烈颤动——这片看似平常的山岗下，竟埋藏着辽代铁矿的遗脉。
连续七日的观测都因磁偏角异常而失败。某夜暴雨倾盆，扎马鲁丁在帐篷中重演《海塔姆光学论》里的镜面反射法，忽然忆起纳西尔丁·图西的教诲：当大地欺骗你的罗盘，就该相信永恒不变的星辰。次日拂晓，他命弟子在山巅竖起十二尺高的圭表，通过测量冬至与夏至的日影长度，反推此地的精确纬度。
在查阅《营造法式》时，他注意到紫云亭旧址的记录：其地土质坚密，辽时尝置观星台。实地勘测时，果然在残垣下发现唐代土圭遗址。更奇妙的是，掘出的夯土层间嵌着北宋熙宁年间的天文砖刻，上面二十八宿的方位与伊斯兰星图惊人契合。
四月望日，忽必烈亲临定址。当扎马鲁丁演示通过北辰星高度确定子午线的方法时，大汗将佩剑插入选定的中心点：此处当与大都司天台互为犄角，如日月同辉。
铸造天体仪的工程持续了整个夏季。来自云南的锡料与山西的铜坯在回回作坊里熔炼时，扎马鲁丁特意加入波斯传来的秘方——这种合金后来被《元史·食货志》记为，其光泽百年不褪。
最繁复的工序是球面镌刻。十二名匠师分为两组：阿拉伯文组沿用库法体刻写托勒密四十八星座，汉字组则按楷书标注甘石星经的二百八十三官。当刻至黄道带时，双方发现希腊的半人马座与中国的南门双星竟指向同一片天区，这个发现让整个工棚沸腾。
九月秋分，七件仪器同时竣工：
天体仪以银丝勾出《伊利汗天文表》记载的千余恒星
地平纬仪的基座暗藏郭守敬设计的水平槽
星盘背面镌刻着汉波斯对照的二十四节气
特别是昼夜时刻仪，其擒纵机构融合了西洋齿轮与华夏漏刻
冬至典礼前夜，扎马鲁丁在仪器厅做最后校验。子时正刻，他启动昼夜时刻仪的机关，突然发现晷针投影与石刻《周髀算经》图谱完全吻合。闻讯赶来的汉族大匠李清抚摸着仪器上莲花状的日晷惊叹：西法精微至此，竟暗合华夏古算！
黎明时分，百官簇拥着忽必烈登上观星台。当朝阳跃出地平线，天体仪在初晖中自动旋转，星盘上的水晶指针在刻度投下蓝光。最令人称奇的是，地球仪上的大都位置正好被一束透过琉璃窗的日光笼罩。
妙哉！大汗抚掌赞叹，可是以光学取影？
陛下明鉴，扎马鲁丁掀开地板暗门，露出底下精铜制成的反光镜组，此乃亚历山大图书馆遗法，配合汉家璇玑玉衡之术。
在随后编纂的《元一统志·天文篇》中，扎马鲁丁特别记载了这段融合历程：
阿拉伯数字与苏州算盘在计算晷影时的互补
波斯占星师与钦天监官员共同验证的二十七宿分野
将伊斯兰历的太阳年与中原太阴历协调的双历合璧法
1273年元宵节，当郭守敬来访时，两位天文学家在仪器厅做了个实验：用西域的凸透镜聚焦月光，投射到刻有《步天歌》的玉璧上。光斑游走间，波斯星名与汉字星官在壁上交错生辉，仿佛整个欧亚大陆的智慧都在此夜共鸣。
临别时，扎马鲁丁将新制的万里沙漏赠予郭公。这个运用了印度滑轮与中原刻漏的仪器，后来成为编制《授时历》的重要工具。而他在观测日志扉页写下的知识无疆界，至今仍保存在伊斯坦布尔托普卡帕宫档案库。