准备知识
地表不同地点的地理纬度，实际上是这个地点到地球中心连线与赤道平面夹角的度数。这个度数与当地北极星的仰角度数是相等的。因此可以通过测量当地北极星的仰角高度，确定当地的地理纬度。
观测工具
要量角器、直木杆、线锤三者制成的测角器。
在木量角器中心和直木杆的顶端分别钻一个大小相同的小孔，用螺栓将二者连接起来（不能过紧过松，以稍用力可旋转为宜）。在螺栓上挂一小铁环，引下线锤。木量角器两端各拧进一个带环的螺丝（窗钩螺丝），使环面与量角器平面垂直。
观测方法
入夜，在平地上挖一洞穴，将木杆垂直埋入（不要埋死，要使木杆能够转动）。转动木杆并调整量角器倾斜角度，通过两个螺丝环寻找北极星。找到北极星后，读出线锤对应的角度，用90度减去该角度就是北极星的仰角，亦即当地的纬度。
利用日影测定当地经度
准备知识
地球表面经度相差15度的两个地点，地方时相差60分钟，亦即每一度相差4分钟。
北京时间是东经120度的地方时，也是东8区的区时。如能测出当地地方时正午12点时的北京时间，就可根据时刻差异，推算出本地经度。
观测工具
手表，平木板，铁钉，白纸板，三角板。
将铁钉钉穿木板，用三角板的直角边矫正钉尖露出部分，使铁钉与木板垂直。在白纸板上画几条圆弧，圆心对准铁钉，将白纸板平铺在木板上，用图钉固定好。
观测方法
在晴天时选一开阔平地，将木板水平置于地面，四周做好木板们置标记。
上午，观测钉影，当影子顶端与某条弧线重合时，在纸板上做出标记（A）。下午再观测一次，当钉影顶端再次落到同一弧线时，做出标记（B）。
两次观测后，将A、B两点边线。用圆规找出AB中点C，使C与圆心边线，即表示当地子午线（经线）。
每二天再做一次观测。中午前，将手表与北京时间调准，观测钉影，当钉影与OC重合时，记下当时时刻。如此时在北京时间12点之前，说明当地经度大于120度E；在12点之后，说明当地经度小于120度E。
假如当地正午时刻为北京时间12点2分，根据推算，当地与120度E经线相差30分，因地处120度E经线以西，180度减30分，即当地经度为119度30分E。
