空から緯度を求める

衛星がなかった時代、船乗りたちは地平線より上の角度を測って緯度を求めていました。考え方は簡単です。春分または秋分の日に赤道に立つと、正午の太陽は真上にあり、角度は90°です。北へ歩くと、正午の太陽は南の空で低くなります。移動した緯度1度ごとに、角度はちょうど1度ずつ小さくなります。

北半球で、現地の正午に南を向いたとき、太陽の高さは

h = 90° − φ + δ

です。ここで、φはあなたの緯度、δ（デルタ）は太陽の赤緯です。赤緯とは、その日に太陽の真下にある地球上の地点の緯度です。春分と秋分では0°で、1年の間におよそ+23.44°から−23.44°の間を変化します。

春分または秋分ではδ = 0なので、φ = 90° − hです。正午の太陽の高さを49°と測った場合、緯度は41° Nです。6月の夏至ではδ = +23.44°なので、40° Nでは正午の太陽の高さは90° − 40° + 23.44° = 73.44°になります。実際には、その日の太陽の赤緯を表にしたものを使います。航海士たちはこのように暦表を使っていました。

夜には、北半球で使える近道があります。北極星（Polaris）は、地球の自転軸が指す空の点である天の北極から1°未満の位置にあります。その天の北極の地平線からの高さは、あなたの緯度と同じです。つまり、北極星の高度 ≈ あなたの緯度（誤差はおよそ1°以内）です。北極星が地平線から52°の高さに見えるなら、あなたはおよそ北緯52°にいます。北極では真上に見え、赤道では地平線上に見えます。

南半球では、北極星は地平線より下にあります。南天の極を示す明るい恒星はないため、南半球の航海者は太陽やほかの方法を頼りにしました。