태양을 이용한 위도와 경도 계산 방법

GPS가 없던 과거에는 천문 항법을 사용하였다. 천문 항법은 태양, 달, 별 등으로 현재의 위치를 계산한다.

자신의 위치를 알기 위해서는 위도(Latitude)와 경도(Longitude)를 알아야 한다. 위도를 계산하는 방법은 기원전에 태양을 이용하는 방법이 발견되었다. 태양이 가장 높은 곳에 있을 때의 각도(정오의 태양 각도)로 위도를 알 수 있다. 계절에 따라 정오의 태양 각도는 달라지지 때문에 현재 날짜와 정오의 태양 각도로 위도를 알 수 있다.

경도의 계산 방법은 어려워 18세기에야 발견 되었다. 18세기 영국에서는 경도를 정확하게 알지 못해 많은 선원들이 죽었다. 그래서, 영국 정부에서는 경도 계산 방법을 발견하는 사람에게 상금을 걸었고 John Harrison이 상금을 받았다. Harrison은 정밀한 시계를 이용하여 경도를 계산하였다.

시계를 이용하는 방법은 먼저 출발지에서 시계를 맞춘 후 항해를 시작한다. 항해 중 태양이 정중앙에 있을 때 그 지점에서의 시간은 정오 12시이다. 하지만, 경도 15도 마다 시간이 1시간이 변하기 때문에 출발지에서 맞춘 시계는 12시를 가리키지 않는다. 이 시간 차이로 경도를 알 수 있다. 만약, 태양이 정중앙에 뜬 정오에 시계가 11시를 가리킨다면 출발지에서 15도 떨어진 경도에 있는 것이다.

경도를 알기 위해서는 정밀한 시계가 필요했기 때문에 18세기에야 정확한 항법을 할 수 있었다.