明正统二至七年（1437年-1443年），行在钦天监监正皇甫仲和仿南京宋元所遗留下来的浑仪、简仪、圭表和浑象等，铸成铜仪器，将城东南角楼旧址改筑为台体，并建造紫微殿等建筑群。正统十一年(1446年)又增设晷景堂，大体形成目前所能见到的建筑布局。全部工程共用10年时间。台基中部黄土夯筑，四周砌砖，平面呈方形，底部边长24.6 米，高约15米，成覆斗状，东侧连接城墙，台顶平面高出城墙约3米。