在十八世纪，成千上万的水手的生活依赖于海上的安全航行。他们怎么能找到他们在哪里答案在于星星 – 以及数学。
经度问题
十六和十七世纪英国和美国，中国，南亚和东南亚之间的贸易爆炸式增长。由于新的贸易路线允许新产品在欧洲和世界其他地区之间流动，因此建立了巨大的贸易帝国。
但有一个问题。一切都是通过海运进行的，每年因航行错误造成的沉船损失数百万吨货物和数千名船员的生命。
直到1760年代，没有可靠的方法可以远离土地。纬度（船的南北位置）从太阳相对容易找到。问题是找到经度（船的东西方位置）。
统治海浪的国家可以统治世界。因此，当经济问题的解决方案在十八世纪得到发展时，全球的贸易和旅行新机会开始出现。
“在经常发现经度时，没有什么比在海上更需要和想要了……在有能力的数学家和航海家的判断中，已经发现了几种方法，理论上是正确的，但在实践中却非常困难”
利用时间导航空间
经度导航是关于时间的。由于地球每天在其轴上旋转一次，因此可以使用世界各地不同地点之间的时差来计算它们之间的角距离或经度。
使用太阳很容易在船上找到当地时间。困难在于知道在陆地上的固定参考点的时间，例如伦敦的格林威治，在同一时刻。
记时器
是精确的便携式计时器，专为在船上工作而设计。第一批海洋计时员是约翰·哈里森在1750年代和1760年代开发的。术语“天文台”首先由John Arnold于1780年应用于设备。
Oil painting by Thomas King. Harrison the chronometer pioneer, is shown seated beside a table, holding the watch made to his design by John Jeffries in 1753. Harrison became famous for resolving one of the most problematic issues of his day – how to determine longitude while at sea. This was to take him over forty years, during which time he devised many other ways to improve the accuracy of time-keeping. The celebrated horologist is shown seated in front of two of his inventions, the gridiron pendulum invented in 1726 (behind him) and the H3 version of his marine chronometer (on the wall to his right).
在十八世纪开发了几种技术来解决这个问题。在船上携带一个称为计时器的精确计时器是最广泛使用的。然而，计时器昂贵且易碎。如果他们停了下来，格林威治时间就失去了。
有一种替代方法使用了更简单的技术。月球距离技术便宜，准确，可靠，从1760年代开始广泛使用。与计时器方法不同，月球距离技术从恒星发现了格林威治时间，减少了出错的可能性。然而，它涉及复杂，耗时的数学。
采取月球距离
这是一个十七世纪七十年代初的一个凉爽的十月早晨，一艘东印度公司的航行官员在距离非洲西北海岸500英里的地方船只即将计算出该船的确切位置。
每个晴朗的夜晚都是一样的。手拿着精美的黄铜六分仪，官员测量了月球与太阳或某些恒星之间的角度，记下时间并重复测量以确保准确性。
这些测量被称为月球距离。当船只倾斜和翻滚时，它们很难找到，但要确定船的位置还需要数小时的数学计算。
Taking a Lunar Distance, 1891.
月球距离的数学
在导航员测量了月球与太阳或某些恒星之间的角度后，他们进行了长时间的计算。这考虑了大气条件和其他会影响其测量精度的光学畸变。
最后，导航员转向航海历书。这些书每年出版一次，包含由天文学家和其他专家计算的数字表。这些表格允许格林威治时间查找任何一组六分仪读数。
航海历书中包含的数字是在天文台和其他数学机构进行的大量数学劳动的结果。大部分艰苦的工作都是由在家工作的妇女和儿童完成的。
经度问题的结束
经纬度问题在1760年代得到了解决吗月球距离技术和计时器方法都被广泛用于寻找直到二十世纪后期的经度。他们挽救了无数生命，使帝国得以扩张。
然而，今天，GPS等卫星导航的出现意味着水手们在使用时间，数学以及月亮和星星进行导航时已经大大失去了他们来之不易的技能。但是，如果电子设备出错并且信号被堵塞怎么办
随着海盗和恐怖主义在世界海上的威胁不断增加，卫星导航的脆弱性促使一些水手再次学习天体导航技术作为备用。