測量儀器是為了取得目標物某些屬性值而進行衡量所需要的第三方標準，測量儀器一般都具有刻度，容積等單位。

學者和航海者都十分清楚，如果能在海面上準確測量出天體的位置，那么海員們便可以比較肯定地知道他們所在的緯度。要做到這一點，需要的是精密的測量儀器。

托勒密曾經描繪過星盤(又叫測星儀)。體積大些的星盤用在天文臺里，體積小的用在船上。星盤的使用需要三個人合作--一個人抓住星盤上的拇指環，一個人瞄準，另外一個人讀出表盤上的結果。當船晃動得比較劇烈時，得出的結果自然也就不是很準確。只要可能，海員們就會上岸測量。

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。

約翰·戴維斯還在一位來自劍橋的數學家愛德華·萊特的幫助下發明了象限儀。這件儀器的橫木上有一只目鏡，通過目鏡，觀察者可以觀測地平線和被反射的太陽。

克洛伊希克的水文地理學家皮埃爾·布哥爾對象限儀做了進一步改進，改進后的象限儀使觀察者通過目鏡能看到太陽落在地平線上。

在英格蘭的約翰·哈德雷發明了八分儀，并于1732年試用。它由一部反射望遠鏡和一架酒精水準器組成。這件儀器比以前海上用過的其它任何儀器都要更加精確。