পণ্ডিত এবং নেভিগেটররা একইভাবে বুঝতে পেরেছিলেন যে যদি সমুদ্রে স্বর্গীয় বস্তুর অবস্থান সঠিকভাবে পরিমাপ করা যায়, নাবিকরা যুক্তিসঙ্গত নিশ্চিততার সাথে তাদের অক্ষাংশ নির্ধারণ করতে পারে। এই প্রয়োজনীয় নির্ভুল যন্ত্র অর্জন.
টলেমি অ্যাস্ট্রোল্যাব বর্ণনা করেছেন (একটি তারকা-পরিমাপ যন্ত্র হিসেবেও পরিচিত); বড় সংস্করণগুলি মানমন্দিরগুলিতে ব্যবহৃত হত, যখন ছোট সংস্করণগুলি জাহাজে নিযুক্ত হত। একটি অ্যাস্ট্রোল্যাব চালানোর জন্য তিনজনের একটি দলের প্রয়োজন: একজন ব্যক্তি তার থাম্ব রিং দ্বারা যন্ত্রটি ধরেছিলেন, অন্যজন দেখা নিয়েছিলেন এবং তৃতীয়জন ডায়াল থেকে ফলাফলটি পড়েছিলেন। স্বাভাবিকভাবেই, যখন জাহাজটি হিংস্রভাবে দোলা দিয়েছিল, ফলে পরিমাপগুলি খুব সঠিক ছিল না। যখনই সম্ভব, নাবিকরা তাদের পড়ার জন্য উপকূলে যেতেন।
প্রাচীন জ্যোতির্বিজ্ঞানীরা তারার উচ্চতা পরিমাপ করার জন্য ক্রস স্টাফ ব্যবহার করতেন, যা পরবর্তীতে নাবিকদের দ্বারা নেভিগেশনের জন্য গৃহীত হয়। যন্ত্রটিতে একটি প্রধান স্টাফ এবং একটি ক্রস-টুকরা ছিল, যার ক্রসটির নীচের প্রান্তটি-টুকরা অনুভূমিকভাবে ধরে রাখা হয়েছিল। প্রধান স্টাফ বরাবর একটি স্বর্গীয় বস্তু দেখার সময়, ব্যবহারকারী ক্রস-টুকরোটি স্লাইড করবেন যতক্ষণ না এটি তাদের দৃশ্যের ক্ষেত্রের মধ্যে বস্তু (যেমন সূর্য বা একটি তারা) স্পর্শ করতে দেখা যায়, তারপর কর্মীদের থেকে ডিগ্রী পরিমাপ পড়ে। এই যন্ত্রটি একক ব্যক্তি দ্বারা পরিচালিত হতে পারে।
অ্যাস্ট্রোল্যাব এবং ক্রস স্টাফ উভয়ের জন্য পর্যবেক্ষককে সরাসরি সূর্যের দিকে তাকানোর প্রয়োজন ছিল। পরিষ্কার দিনে, তীব্র আলো পর্যবেক্ষণ করা অসম্ভব করে তুলেছিল। এই সমস্যা সমাধানের জন্য, ইংরেজ অধিনায়ক এবং নৌযানবিদ জন ডেভিস ব্যাকস্টাফ আবিষ্কার করেন। এটি একটি প্রধান স্টাফ এবং একটি স্লাইডিং ক্রস-ভ্যান নিয়ে গঠিত। পর্যবেক্ষক সূর্যের দিকে তাদের পিঠ দিয়ে দাঁড়ালেন এবং ক্রস-ভ্যানটিকে পিছিয়ে দিলেন যতক্ষণ না এটি সামনের একটি ছোট ভ্যানের উপর একটি ছায়া ফেলেছিল; এই পদ্ধতিটি পর্যবেক্ষককে দিগন্ত দেখতে দেয়।
কেমব্রিজের গণিতবিদ এডওয়ার্ড রাইটের সহায়তায় জন ডেভিসও চতুর্ভুজ আবিষ্কার করেন। এই যন্ত্রটির ক্রস-ভ্যানে একটি আইপিস রয়েছে, যা পর্যবেক্ষককে দিগন্ত এবং সূর্যের প্রতিফলিত চিত্র উভয়ই দেখতে দেয়।
Pierre Bouguer, ক্রোসিকের একজন হাইড্রোগ্রাফার, চতুর্ভুজটিকে আরও উন্নত করেছিলেন; পরিবর্তিত সংস্করণটি পর্যবেক্ষককে আইপিসের মাধ্যমে দিগন্তে সূর্যকে বিশ্রাম নিতে দেখতে সক্ষম করে।
ইংল্যান্ডের জন হ্যাডলি অক্ট্যান্ট আবিষ্কার করেছিলেন, যা প্রথম পরীক্ষা করা হয়েছিল 1732 সালে। এটি একটি প্রতিফলিত টেলিস্কোপ এবং একটি আত্মা স্তর নিয়ে গঠিত। এই যন্ত্রটি পূর্বে সমুদ্রে ব্যবহৃত অন্য যেকোনো যন্ত্রের তুলনায় অনেক বেশি সুনির্দিষ্ট।