Sebelum adanya satelit modern dan teknologi komputer, para pelaut mengarungi samudra dengan bekal peralatan yang dibuat dengan cerdik. Di antara yang paling kuno adalah astrolab.
Astrolab adalah hasil penyederhanaan alat astronomi Arab yang digunakan di laut. Cakra dan jarumnya berguna untuk mengukur sudut antara cakrawala dengan matahari atau benda angkasa lain. Sudut ini dapat diterjemahkan menjadi garis lintang bumi.
Astrolab lambat laun digantikan oleh tongkat silang, kuadran, dan sekstan, yang ditemukan anatara Abad Pertengahan dan Zaman Renaisans. Alat-alat baru ini lebih sederhana dan hasil perhitungannya lebih tepat. Kompas dengan cakra terkalibrasi, yang disempurnakan pada Abad ke-11, memungkinkan mengemudikan kapal menurut petunjuk arah. Pada tahun 1400-an, pelaut mulai menentukan arah lewat deduksi. Untuk mengetahui kecepatan kapal secara kasar, keping yang diikatkan pada tali panjang dengan simpul-simpul pada jarak tertentu dilempar ke laut, dan waktunya diukur dengan jam pasir.
Penjelasan lebih rinci bagaimana kapal dahulu bernavigasi:
Mencari Garis Lintang
Pelaut Abad Pertengahan mencari garis lintang, atau posisi kapal terhadap khatulistwa, dengan melihat matahari dan bintang-bintang. Sudut elevasi suatu benda langit diukur dengan astrolab atau kuadran. Lalu, ia mebuka sebuah buku tabel yang disebut efemeris untuk menentukan di mana letak kapalnya.
Menduga Garis Bujur
Navigator menduga garis bujur dengan bantuan jam pasir dan tali bersimpul. Pasir yang mengalir dalam gelas jam pasir menunjukkan waktu yang berlalu. Kecepatan kapal diukur dengan melemparkan tali ke air dan menghitung simpul pada tali yang terurai dari gelondong selama waktu singkat. Dengan mengalikan waktu perjalanan sehari itu dengan kecepatan tadi, orang mendapatkan jarak yang telah ditempuh. Dengan mengetahui titik keberangkatan kapal serta kemajuannya setiap hari, navigator dapat secara kasar memperkirakan gerakan timur-baratnya.
Mengukur Ketinggian di Langit
Untuk mengukur tinggi benda langit, navigator dahulu memandang melalui tongkat silang logam ke arah benda itu, dan menggeser batang-batang silang yang panjangnya berbeda-beda ke arah mata dan mengukur dari cakrawala. Tongkat itu bertanda garis-garis ketinggian.
Kompas Abad Pertengahan
Jarum besi direkatkan pada cakra karton yang dapat berputar di atas paku. Jarum itu selalu menunjuk kutub utara magnet bumi.