无论是地图还是海图，对位置的准确测量是一个刚性要求，但是，在很长一段时间里，人类并没有能力对广袤的地表进行精确的测绘。因此，古代的“世界地图”普遍仅仅是对地貌进行“概念性”的描述，至于精度嘛......只能呵呵了。
地图精准性离不开对纬度和经度的测量和确认。前文说过，人们尤其是北半球的人们很早就掌握了对于纬度的测量方法。欧洲哲学家葛森（LevibenGerson）于年的著作中记录了一种欧洲航海家使用的简易直角仪（Cross-staff），这种仪器被用于测量北极星和太阳的高度来测算纬度。
直角仪
但是，使用直角仪测太阳时，太阳光太晃眼；为了克服这一难题，英国航海家大卫（JohnDavid）于17世纪初发明了反向高度仪（Back-staff）
反向高度仪
在这方面，我们中国人也没有落后。我国古人很早就意识到了通过测量北极星的高度来分辨南北，我们还发明了一种叫做“圭表”的便携式工具，通过太阳正午时的高度来换算纬度。
圭表
这里有一个问题。无论是观测北极星还是太阳，我们只能得到一个纬度上的一个角度，但是尚不能转化成为地面的“里程”。不要小看这个问题，当年牛顿老先生就是因为引用了误差较大的数据，导致他的一些计算结果出现了问题。直到年，法国天文学家皮卡尔计算出了较为准确的1纬度跨度为69.1英里，这个问题才得以解决。
纬度上的问题解决了，下面一个是经度问题了。如果说纬度问题还能参考北极星、太阳这种比较靠谱的天体做参照物，那么经度测量根本没有可参考的实体。经度是靠时间做参考的。
在这个方面，我们中国人领先了全世界。在公元前1世纪成书的《周髀算经》中就提出“东方日中，西方夜半”的现象，明确认识到了东西方之间存在着“时差”，年元代科学家耶律楚材在《庚午元历》中首次提出了“里差”的概念，实际上就是“时差”。耶律楚材提出的公式为：时间差=距离差x0.x6/。而西方直到年，荷兰科学家弗里修斯才提出了“时差测定精度”的理论，比我们整整晚了年！
理论是提出来了，但是在当年也仅仅是个理论而已，因为当时并没有计量时间的准确工具。于是，经度测量又被搁置了很久。然而在这方面，咱们中国人又领先了！
虽然我们同样也没有准确的计时仪器，但是我们很早就发明了“计里鼓车”。这玩意当时是绝对的高科技，可以一边走一边计程，再配上罗经分辨方向，我们古人从另一条道路上实现了地图的精确绘制。
计里鼓车
然而，我们在地图上的技术领先并没有延伸到海图的绘制上。长期以来我们的海图仍然停留在原始的“针路”（相当于西方的航海日志）形式上。反观欧洲人，当他们数学突破了三次方计算这个难题以后，在球面计算方面有了长足发展，奠定了现代天文学的基础。
理论已经完备，就剩造工具了。
年，西班牙国王菲利普二世宣布将重赏能够精确测量海上经度的航海家，随后荷兰、法国、葡萄牙等国皇室纷纷表态，设立自己的奖项。所谓重赏之下必有勇夫，在各个皇室的推动之下，欧洲科学家掀起了一个研究经度测量的学术小高潮。可惜的是，这些研究成果，要么天马行空，要么无法操作，说白了还是生产力没跟上，思想早已飞出天际，身体却还赖在被窝。
半个多世纪后的年，荷兰天文学家惠更斯发明了相对准确的摆钟，算是给这一僵局带来些许转机。不过，摆钟只适合在平稳且温度湿度变化不大的陆地室内工作，一旦搬到船上，基本上就是一堆精致的废铁。
惠更斯
年，英国通过一项法案，提出将对发现准确测量经度方法的人予以重赏，条件为：对经度测算误差小于半个经度的人赏两万英镑，换成现代，这笔钱相当于两千万英镑！同时，英国政府还成立了“经度委员会”牛顿被任命为会长，专门负责此事。可是，牛教授当时并不看好这件事，他曾断言：这种时钟永远不会被制造出来！
出乎意料的是，将牛教授按在地上摩擦并啪啪打脸的不是科学家、也不是什么教授，二十一名普通的钟表修理师——哈里森。
哈里森手里的就是H4航海钟
哈里森从年开始经过37年的摸索，先后发明出几种航海钟，最终定型的H4航海钟直径13厘米，重1.45千克，只比当时的怀表大一点点，十分方便携带，这就是现在船上天文钟的雏形。经度委员会让哈里森的儿子带着H4远征牙买加，经过81天的海上航行，H4只慢了5秒钟，大致相当于3公里，其误差率远小于“经度委员会”制定的最大限度。在国王的支持下，哈里森终于在80岁时候拿到了全额奖金。
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