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Ein wichtiges Gebiet der Navigation ist das Verfahren der Standortbestimmung mit Hilfe von Sonne, Mond, Planeten und Sterne, oder anders gesagt: Ganz ohne Orientierungspunkte.
. Das "Schiessen" der Sonne
Die Sonne war und ist noch immer ein wichtiger Teil der Astronomischen Navigation, da man sie (fast) überall auf der Erde täglich sehen kann. Da die Erdachse um 23°27' geneigt ist, befindet sich die Sonne im Laufe eines Jahres auf einem Punkt 23°27' nördlicher Breite und 23°27' südlicher Breite jeweils einmal im Zenit. Der Höhenwinkel der Sonne kann nun mit Hilfe eines Sextanten zu einem bestimmten Zeitpunkt gemessen werden. Diesen Höhenwinkel nennt man Deklination, und diesen Vorgang nennt man "Schiessen" der Sonne. Mit dieser Messung des Deklinationswinkels zum Sonnenhöchststand kann auf sehr einfache Weise die geographische Breite des Standortes ermittelt werden. Natürlich ist diese Breitengradangabe nicht sehr genau, da verschiedene Faktoren eine Rolle für die Genauigkeit spielen. Wie z.B. die Höhe des Beobachters über dem Meeresspiegel oder die Messgenauigkeit des Sextanten usw.
Um jedoch den Längengrad zu bestimmen, auf dem man sich befindet, bedarf es etwas an Rechenarbeit. Denn die geographische Länge wird aus dem Zeitunterschied zwischen der Ortszeit und der Greenwicher Zeit ermittelt. Dies war früher ein Problem, da die Uhren auf den Schiffen (Schiffschronometer) nie wirklich genau gingen. Aber dank der heutigen Technologien (wie z.B. die Quarzuhr) kann man den Längengrad schon ziemlich genau bestimmen. Da sich die Erde innerhalb von 24 Stunden einmal um ihre eigene Achse dreht (=360°), bewegt sich jeder Punkt pro Stunde um 15° nach Osten, oder alle 4 Minuten 1°. Wenn sich nun ein Punkt auf 30° westlicher Länge befindet, dann "hinkt" die Uhrzeit auf diesem Punkt 2 Stunden der Greenwicher Zeit hinterher. Das heißt, dass wenn der Schiffschronometer 12 Uhr Greenwicher Zeit angibt, dann ist es auf diesem Punkt bei 30° westlicher Länge erst 10 Uhr.
. Das Anpeilen des Mondes
Man kann nun wie auch bei der Sonne den Deklinationswinkel des Mondes Messen. Diese Messung verläuft also ungefähr so wie beim Schissen der Sonne, aber der Zeitraum, an dem der Mond und der Horizont klar zusammen sichtbar sind, ist kurz bemessen. Deshalb muss man bei der Zeitnahme noch sorgfältiger sein, als bei der Sonne. Einen abnehmenden Mond kann man auch noch am frühen Morgenhimmel zusammen mit der Sonne sehen. Werden so die Daten beider Gestirne ermittelt, ist so eine präzisere Ortsbestimmung möglich. Die Auswertung der Messdaten des Mondes entspricht denen der Sonne, aber weil sich der Mond näher an der Erde befindet, muss man zusätzlich Korrekturfaktoren beachten.
. Navigation nach dem Polarstern
Da der Polarstern ziemlich genau über dem Nordpol liegt, dient er als guter Wegweiser zum Nordpol. Man kann mit ihm den Breitengrad bestimmen, auf dem man sich befindet. Steht der Polarstern z.B. 10° hoch über dem Horizont, dann ist der Beobachter auf dem zehnten Breitengrad. Da es leider am Südhimmel keinen solchen Stern gibt, ist die Navigation dort ein wenig schwieriger.
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