在内陆江湖中行驶的船舶由于周围陆标的引导，只要借助于船舶的驾驶属具，不难到达目的地。可是船舶在一望无际的海洋上行驶，如何确定本船在海上的位置，就变得非常重要了，如果不能确定船位，必然要迷失方向。
在公元前数千年，世界上已出现了不少航海民族，他们在航海时只能按照太阳以及星星的位置确定船位，这就是最原始的天文导航。但一到阴雨连绵的天气，整天不见太阳和星光，常使船员束手无策。到了公元12世纪前后，中国人发明了航海指南针，从而使人们好天可借助太阳和星光，阴雨天借助于指南针可以辨别航行的方向。使观察航海进入了计量航海的新世代。
后来出现了不同类型的测天仪，如阿拉伯人发明的星盘、牵星板、十字测天仪，中国人使用的牵星板，欧洲人使用的象限仪。随着数字表的发明，人们开始利用它通过数学计算确定船位，从而使计量航海进入数字航海。不过这适用于极少数掌握了诸多数字表的数学家，只有他们使用这一方法才游刃有余，对于一般海员无法掌握此类方法。到了18－19世纪，随着测纬度的六分仪和测经度的天文钟发明之后，利用这两件航海仪器，海员精确确定船位的航海术才成了可能。除此而外，测定水深的深度仪，测定船之航速的计程仪等辅助仪器的精确度也大大提高了。这一切均为制造更为精确的现代导航仪器奠定了基础。