?　　學者和航海者都十分清楚，如果能在海面上準確測量出天體的位置，那么海員們便可以比較肯定地知道他們所在的緯度。要做到這一點，需要的是精密的測量儀器。

　　托勒密曾經描繪過星盤（又叫測星儀）。體積大些的星盤用在天文臺里，體積小的用在船上。星盤的使用需要三個人合作——一個人抓住星盤上的拇指環，一個人瞄準，另外一個人讀出表盤上的結果。當船晃動得比較劇烈時，得出的結果自然也就不是很準確。只要可能，海員們就會上岸測量。

　　古代的天文學家使用十字標尺來測量星星的緯度，后來水手們也把它應用于航海中。這件儀器由一根標尺和一個十字形尺組成，十字形尺較低的一端置于水平位置。沿著標尺觀察天體的同時，滑動十字形尺直到它在你的視野里接觸到觀察物（太陽或星星），然后讀出標尺上的度數。這種儀器只需一個人便可以操作。

　　星盤和十字標尺都需要觀察者直接觀察太陽。晴天，過強的光線會使觀測無法進行。為了解決這個問題，英格蘭船長、航海家約翰·戴維斯發明了背標尺。它由一根標尺和一根可以滑動的橫木制成。觀察者觀測時先背朝太陽，然后滑動橫木直到它在前方的小盤里投下陰影。通過這種方法，觀察者可以觀測地平線。

　　約翰·戴維斯還在一位來自劍橋的數學家愛德華·萊特的幫助下發明了象限儀。這件儀器的橫木上有一只目鏡，通過目鏡，觀察者可以觀測地平線和被反射的太陽。

　　克洛伊希克的水文地理學家皮埃爾·布哥爾對象限儀做了進一步改進，改進后的象限儀使觀察者通過目鏡能看到太陽落在地平線上。

　　在英格蘭的約翰·哈德雷發明了八分儀，并于1732年首次試用。它由一部反射望遠鏡和一架酒精水準器組成。這件儀器比以前海上用過的其它任何儀器都要更加精確。