早期的測量儀器：古代的天文學家使用十字標尺來測量星星的緯度，后來水手們也把它應用于航海中。這件儀器由一根標尺和一個十字形尺組成，十字形尺較低的一端置于水平位置。沿著標尺觀察天體的同時，滑動十字形尺直到它在你的視野里接觸到觀察物(太陽或星星)，然后讀出標尺上的度數。這種儀器只需一個人便可以操作。

星盤和十字標尺都需要觀察者直接觀察太陽。晴天，過強的光線會使觀測無法進行。為了解決這個問題，英格蘭船長、航海家約翰·戴維斯發明了背標尺。它由一根標尺和一根可以滑動的橫木制成。觀察者觀測時先背朝太陽，然后滑動橫木直到它在前方的小盤里投下陰影。通過這種方法，觀察者可以觀測地平線。

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