تحديد خط العرض من خلال مراقبة السماء.

قبل الأقمار الصناعية، كان البحّارة يحددون خط العرض لديهم باستخدام زاوية تُقاس فوق الأفق. الفكرة بسيطة. قف على خط الاستواء في أحد الاعتدالين، وستكون الشمس وقت الظهر فوق رأسك مباشرة، بزاوية 90°. تحرّك شمالًا، وستنخفض شمس الظهر في السماء الجنوبية. تنخفض الزاوية درجة واحدة بالضبط مقابل كل درجة من خط العرض تتحركها.

في نصف الكرة الشمالي، عند مواجهة الجنوب وقت الظهر المحلي، يكون ارتفاع الشمس

h = 90° − φ + δ

حيث φ هو خط العرض لديك، وδ (دلتا) هو ميل الشمس: خط عرض النقطة على الأرض الواقعة مباشرة تحت الشمس في ذلك اليوم. تكون قيمته 0° في الاعتدالين، وتتراوح خلال السنة بين نحو +23.44° و−23.44°.

في أحد الاعتدالين تكون δ = 0، ولذلك φ = 90° − h. ويعني ارتفاع الظهر المقاس، وقدره 49°، أن خط العرض هو 41° شمالًا. في الانقلاب الصيفي لشهر يونيو تكون δ = +23.44°، ولذلك عند خط عرض 40° شمالًا تصل شمس الظهر إلى 90° − 40° + 23.44° = 73.44°. عمليًا، تستخدم جدولًا لميل الشمس في التاريخ المحدد، وهي الطريقة التي كان الملاحون يستخدمون بها التقويم الفلكي.

في الليل، توجد طريقة مختصرة في نصف الكرة الشمالي. يقع Polaris، النجم القطبي، على بُعد أقل من 1° من القطب السماوي الشمالي، وهو النقطة في السماء التي يشير إليها محور الأرض. يساوي ارتفاع ذلك القطب فوق أفقك خط العرض لديك، لذا فإن ارتفاع Polaris ≈ خط العرض لديك (بدقة تصل إلى نحو درجة واحدة). إذا كان Polaris على ارتفاع 52° فوق الأفق، فأنت قريب من خط عرض 52° شمالًا. عند القطب الشمالي يكون فوق رأسك مباشرة، وعند خط الاستواء يكون على الأفق.

من نصف الكرة الجنوبي، يكون Polaris تحت الأفق. ولا يوجد نجم ساطع يشير إلى القطب السماوي الجنوبي، لذلك اعتمد الملاحون في الجنوب على الشمس وطرائق أخرى.