Ulama dan pelayar sama-sama memahami bahawa jika kedudukan benda angkasa dapat diukur dengan tepat di laut, pelayar boleh menentukan latitud mereka dengan kepastian yang munasabah. Mencapai ini memerlukan instrumen ketepatan.
Ptolemy menerangkan astrolab (juga dikenali sebagai-alat pengukur bintang); versi yang lebih besar digunakan di balai cerap, manakala versi yang lebih kecil digunakan di kapal. Mengendalikan astrolab memerlukan satu pasukan yang terdiri daripada tiga orang: seorang memegang instrumen itu dengan cincin ibu jarinya, seorang lagi mengambil penampakan, dan yang ketiga membaca keputusan daripada dail. Sememangnya, apabila kapal bergoyang dengan kuat, ukuran yang terhasil tidak begitu tepat. Seboleh-bolehnya, pelayar akan pergi ke darat untuk mengambil bacaan mereka.
Ahli astronomi purba menggunakan -kaki silang untuk mengukur ketinggian bintang, teknik yang kemudiannya digunakan oleh pelayar untuk navigasi. Instrumen terdiri daripada kakitangan utama dan sekeping-silang, dengan hujung bawah salib-dipegang secara mendatar. Semasa melihat benda angkasa di sepanjang kakitangan utama, pengguna akan meluncurkan salib-sehelai sehingga kelihatan menyentuh objek (seperti matahari atau bintang) dalam bidang pandangan mereka, kemudian membaca ukuran darjah daripada kakitangan. Alat ini boleh dikendalikan oleh seorang sahaja.
Kedua-dua astrolab dan kakitangan salib-memerlukan pemerhati untuk melihat terus ke matahari. Pada hari yang cerah, cahaya yang terang menjadikan pemerhatian mustahil. Untuk menyelesaikan masalah ini, kapten Inggeris dan pelayar John Davis mencipta kakitangan belakang. Ia terdiri daripada kakitangan utama dan baling-gelongsor. Pemerhati berdiri membelakangi matahari dan menggelongsorkan salib-bidang sehingga ia memberikan bayangan pada ram kecil di hadapan; kaedah ini membolehkan pemerhati melihat ufuk.
Dengan bantuan Edward Wright, seorang ahli matematik dari Cambridge, John Davis juga mencipta kuadran. Alat ini menampilkan kanta mata pada ram-nya, membolehkan pemerhati melihat kedua-dua ufuk dan imej pantulan matahari.
Pierre Bouguer, ahli hidrograf dari Croisic, menambah baik kuadran; versi yang diubah suai membolehkan pemerhati melihat matahari berehat di ufuk melalui kanta mata.
John Hadley dari England mencipta oktan, yang pertama kali diuji pada tahun 1732. Ia terdiri daripada teleskop pemantulan dan tahap semangat. Alat ini jauh lebih tepat daripada instrumen lain yang digunakan di laut sebelum ini.