Назначенные преподаватели осмотрели отведенное для школы помещение, бывшие ткацкие мастерские, и отказались от него, поскольку там нельзя было проводить практические занятия по астрономии и геодезии. «На том дворе учить тех наук учеников невозможно, — заявил Фарварсон, — для того что тот двор построен на месте низком, а надобно де тех наук двору потребну быть ради смотрения в совершенстве горизонта на месте высоком».

Четыре месяца спустя, в апреле, последовал новый указ, удовлетворяющий требованиям Фарварсона: «Сретенскую по Земляному городу башню, на которой боевые часы, взять со всяким палатным строением и с принадлежащей к ней землею под Школы Математических и Навигацких наук, которые велено ведать в Оружейной палате боярину Федору Алексеевичу Головину со товарищи».

С этого указа в истории Сретенских ворот начался новый и, пожалуй, наиболее яркий период, свидетельством и подтверждением чего служит тот факт, что само название «Сретенские ворота» вскоре было вытеснено новым — «Навигацкая школа». Приспосабливая здание Сретенских ворот под школу, М. И. Чоглоков произвел внутреннюю перепланировку помещений: были устроены классные комнаты и большой зал, названный Рапирным, для занятий фехтованием и гимнастикой. В нем же происходили различные заседания и ставились спектакли.

В башне была устроена астрономическая обсерватория. В ней разместили привезенные Фарварсоном астрономические инструменты, телескоп, часы и библиотеку.

Учеников поселили частично в самой школе, частично на постоялых дворах в соседних Панкратьевской и Мещанской слободах.

Петр предполагал, что в Навигацкой школе будут учиться боярские, дворянские, офицерские дети. Он, правда, предвидел, что многие родители не захотят отдавать своих чад в учение добровольно, поэтому велел записывать «с принуждением». Но некоторые из бояр, не желая отдавать сыновей на опасную морскую службу, чтобы обойти царский приказ, поспешили определить их в Славяно-греко-латинскую академию. Узнав об этом, Петр рассердился и с солдатским конвоем отправил боярских недорослей в строящийся Петербург на тяжелые работы — забивать сваи. От царского гнева спасло недорослей заступничество адмирала Апраксина, и они вскоре были посланы на учебу за границу.

В Навигацкую же школу было разрешено принимать не только дворянских, но и разночинских детей.

В организации Навигацкой школы большое участие принимал Яков Брюс. Поскольку ему, как пишет Снегирев, «Петр поручил все дела, касавшиеся до физико-математических наук, то, вероятно, сей математик устроил Сухаревское училище, вверенное потом шотландцу Фарварсону».

Во всяком случае, программы преподавания, наверняка, создавались при значительном участии Брюса и самого Петра.

Полный курс Навигацкой школы складывался из трех ступеней, называвшихся классами. В низшем, или русском, классе обучали грамоте и элементарной арифметике; второй класс — цифирный — включал в себя математику, физику, историю, красноречие и другие предметы; высшие же — мореходные, или навигацкие, классы давали специальные знания. Срок обучения зависел от успехов учащегося, обычно он составлял 6–8 лет.

Были определены меры поощрения за хорошее ученье: «искусным», то есть успевающим, давать «на прокорм» в день по пяти алтын (15 копеек), а иным по гривне (10 копеек) и меньше, «рассмотрев коеждого искусство учения».