Mit der Gründung des Instituts für Theoretische Geodäsie im Jahre 1963 wurde die Astronomische Station diesem Institut zugeordnet und erhielt personelle Unterstützung durch technische und wissenschaftliche Mitarbeiter. Das Instrumentarium wurde durch Universaltheodolite (z.B. Wild T4, DKM 3A), Astrolabien, Geräte zur präzisen Zeiterfassung, Kameras und Teleskope für Astrometrie und Satellitenaufnahmen erweitert.
In diese Zeit fallen auch erste Versuche zum Bau von Zenitkameras für den Feldgebrauch. Angeregt durch eine Veröffentlichung in einer amerikanischen Vermessungszeitschrift baute Prof. Pilowski zwei Prototypen von Zenitkameras in offener Bauweise, die im Rahmen von Diplomarbeiten intensiv untersucht wurden und ihre Leistungsfähigkeit als vollgültige Instrumente zur Lotrichtungsbestimmung unter Beweis stellten. Ende der 60er Jahre wurde darüber mehrfach in der Veröffentlichungsreihe der Astronomischen Station berichtet. Mit Hilfe von modernen CCD-Sensoren wurde ab Juni 2000 die digitale Version der Zenitkamera (TZK2-D) entwickelt. Damit konnten die Lotabweichungskomponenten in Messkampagnen bis 2010 mit einer Genauigkeit von 0.1 Bogensekunden bestimmt werden.
Auf dem Gebiet der Astrometrie wurde das Schwergewicht auf die Beobachtung von Kometen und Planetoiden, auf Sternbedeckungen im Rahmen internationaler Kooperationen, auf die präzise Bestimmung von Sternkoordinaten durch astrometrische Plattenreduktion sowie auf die Bestimmung von Sonnenfleckenkoordinaten gelegt. Der große Refraktor, mit einem Objektivdurchmesser von 20 cm und einer Brennweite von 3,25 m, wird in heutiger Zeit für öffentliche Führungen im Rahmen der "Nacht die Wissen schafft" oder bei Ereignissen, wie der partiellen Sonnenfinsternis im Jahr 2015, weitergenutzt.