นักวิชาการและนักเดินเรือต่างก็เข้าใจว่าหากสามารถวัดตำแหน่งของเทห์ฟากฟ้าในทะเลได้อย่างแม่นยำ กะลาสีเรือก็สามารถระบุละติจูดของตนได้อย่างมั่นใจอย่างสมเหตุสมผล การบรรลุเครื่องมือที่มีความแม่นยำที่จำเป็นนี้
ปโตเลมีบรรยายถึงแอสโทรลาเบ (หรือที่รู้จักในชื่อ-เครื่องมือวัดดาว); รุ่นที่ใหญ่กว่าถูกใช้ในหอดูดาว ในขณะที่รุ่นเล็กถูกใช้บนเรือ การผ่าตัดแอสโตรลาเบต้องใช้ทีมงานสามคน คนหนึ่งถือเครื่องดนตรีไว้ข้างแหวนนิ้วหัวแม่มือ อีกคนจับอุปกรณ์ และอีกคนอ่านผลลัพธ์จากหน้าปัด โดยปกติแล้ว เมื่อเรือสั่นสะเทือนอย่างรุนแรง การวัดผลลัพธ์ที่ได้จะไม่แม่นยำมากนัก เมื่อใดก็ตามที่เป็นไปได้ กะลาสีเรือจะขึ้นฝั่งเพื่ออ่านหนังสือ
นักดาราศาสตร์โบราณใช้ไม้กางเขน-ในการวัดความสูงของดวงดาว ซึ่งเป็นเทคนิคที่ลูกเรือนำมาใช้ในการเดินเรือในเวลาต่อมา เครื่องดนตรีประกอบด้วยไม้เท้าหลักและไม้กางเขน-โดยให้ปลายล่างของไม้กางเขน-ถือในแนวนอน ขณะมองเห็นเทห์ฟากฟ้าตามไม้เท้าหลัก ผู้ใช้จะเลื่อนไม้กางเขน-จนกระทั่งดูเหมือนว่าสัมผัสกับวัตถุ (เช่น ดวงอาทิตย์หรือดวงดาว) ภายในขอบเขตการมองเห็น จากนั้นจึงอ่านค่าที่วัดจากไม้เท้า เครื่องมือนี้สามารถใช้งานได้โดยบุคคลเพียงคนเดียว
ทั้งแอสโทรลาบและไม้กางเขน-ต้องการให้ผู้สังเกตการณ์มองตรงไปยังดวงอาทิตย์ ในวันที่อากาศแจ่มใส แสงจ้าทำให้ไม่สามารถสังเกตได้ เพื่อแก้ปัญหานี้ กัปตันและนักเดินเรือชาวอังกฤษ จอห์น เดวิส ได้คิดค้นพนักงานด้านหลัง ประกอบด้วยไม้เท้าหลักและใบพัดเลื่อน- ผู้สังเกตการณ์ยืนหันหลังให้ดวงอาทิตย์แล้วเลื่อนไม้กางเขน-จนเกิดเงาไปบนใบพัดเล็กๆ ที่อยู่ข้างหน้า วิธีนี้ทำให้ผู้สังเกตการณ์มองเห็นขอบฟ้าได้
ด้วยความช่วยเหลือจาก Edward Wright นักคณิตศาสตร์จากเคมบริดจ์ จอห์น เดวิส ยังได้คิดค้นควอแดรนท์ขึ้นมาด้วย เครื่องมือนี้มีเลนส์ใกล้ตาอยู่บนใบพัด- ช่วยให้ผู้สังเกตมองเห็นทั้งขอบฟ้าและภาพที่สะท้อนของดวงอาทิตย์
ปิแอร์ บูแกร์ นักอุทกศาสตร์จากครัวซิก ได้ปรับปรุงควอแดรนท์เพิ่มเติม เวอร์ชันที่แก้ไขทำให้ผู้สังเกตการณ์มองเห็นดวงอาทิตย์ที่วางอยู่บนขอบฟ้าผ่านช่องมองภาพ
John Hadley แห่งอังกฤษเป็นผู้คิดค้นออคแทนต์ซึ่งได้รับการทดสอบครั้งแรกในปี 1732 ประกอบด้วยกล้องโทรทรรศน์แบบสะท้อนและระดับจิตวิญญาณ เครื่องมือนี้มีความแม่นยำมากกว่าเครื่องมืออื่นๆ ที่เคยใช้ในทะเลมาก