需要测量天体角度，称之为“雅各竿”。观测者有两根竿子在顶端连接起来，底下一根与地平线平行，上面一根对准天体（星星或太阳），就能量出偏角。
然后利用偏角差来计算纬度和航程。这种技术被称做“纬度航行”，在测量纬度比较成功，但确定经度却非常困难。尽管如此，“纬度航行”的方法仍在西欧被很普遍地采用，把自己置于与目的地相同的纬度线上，然后保持在这条线上航行，就能直到目的地。
不过这并不是完全科学的，即使在今天，利用天文定位误差仍会在1-2海里左右，那时几乎没有象样的航海工具，误差之大可以想象。人类最早被发明的航海工具是罗盘，也就是指南针的雏形。最初的时候，人们仅在天气情况恶劣，无法看到太阳和北极星，也不知道船首驶向何方才使用罗盘。
