在天文台里，人们是通过天文望远镜来观察太空，天文望远镜往往做得非常庞大，天文圆顶安装，不能随便移动。而天文望远镜观测的目标，天文圆顶施工，又分布在天空的各个方向。如果采用普通的屋顶，就很难使望远镜随意指向任何方向上的目标。

天文台的屋顶造成圆球形，并且在圆顶和墙壁的接合部装置了由计算机控制的机械旋转系统，使观测研究十分方便。这样，用天文望远镜进行观测时，只要转动圆形屋顶，把天窗转到要观测的方向，望远镜也随之转到同一方向，再上下调整天文望远镜的镜头，就可以使望远镜指向天空中的任何目标了。在不用时，只要把圆顶上的天窗关起来，就可以保护天文望远镜不受风雨的侵袭。 　　

清朝中期的 “闭关锁国”政策中断了中国与西方科学的 交往，直到西方列强通过再次打开了中国的 大门，西方传教士又一次蜂涌入华，当然也带来了进一步发展了的 西方科学技术。

在这些传教士中，天文圆顶，有一支称为法国天主教耶稣会的 教会团体，推广西方科学特别活跃。早在1840年后不久，他们就计划在上海或南京建立天文台，后因太平天国起义的 爆发而作罢。1865年，他们在上海外滩地区的 董家渡设立了气象观测站，其实就是天文台的 前身，也是上海近代科研机构的 滥觞。

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