Brahe ønsket større nøyaktighet for instrumentene, og ville beskytte dem mot vær og vindkast, og samtidig plassere dem på solide fundamenter. I 1584 anla han derfor rett overfor Uranienborg, Stjerneborg. Dette nye observatoriet var bygd under jorden, men med kupler og tak som kunne åpnes. Observasjonslukene ble kun åpnet under observasjoner. Dermed oppnådde man større nøyaktighet under målinger, samt hadde bedre kontroll over temperatursvingningene, hvilket igjen bidro til mere nøyaktige observasjoner.