為了精確地表明各地在地球上的位置,人們給地球表面假設(shè)了一個(gè)坐標(biāo)系,這就是經(jīng)緯度線.那么,最初的經(jīng)緯度線是怎么產(chǎn)生?又是如何測(cè)定的呢?公元344年,亞歷山大渡海南侵,繼而東征,隨軍地理學(xué)家尼爾庫斯沿途搜索資料,準(zhǔn)備繪一幅“世界地圖”.他發(fā)現(xiàn)沿著亞歷山大東征的路線,由西向東,無論季節(jié)變換與日照長(zhǎng)短都很相仿.于是做出了一個(gè)重要貢獻(xiàn)——第一次在地球上劃出了一條緯線,這條線從直布羅陀海峽起,沿著托魯斯和喜馬拉雅山脈一直到太平洋.
亞歷山大帝國曇花一現(xiàn),不久就瓦解了.但以亞歷山大為名的那座埃及城里,出現(xiàn)了一個(gè)著名圖書館,多年擔(dān)任館長(zhǎng)的埃拉托斯特尼博學(xué)多才,精通數(shù)學(xué)、天文、地理.他計(jì)算出地球的圓周是46 250千米,畫了一張有7條經(jīng)線和6條緯線的世界地圖.
公元120年,一位青年也在這座古老的圖書館里研究天文學(xué)、地理學(xué).他就是克羅狄斯·托勒密.托勒密綜合前人的研究成果,認(rèn)為繪制地圖應(yīng)根據(jù)已知經(jīng)緯度的定點(diǎn)做根據(jù),提出地圖上繪制經(jīng)緯度線網(wǎng)的概念.為此,托勒密測(cè)量了地中海一帶重要城市和據(jù)點(diǎn)的經(jīng)緯度,編寫了8卷地理學(xué)著作.其中包括8000個(gè)地方的經(jīng)緯度.為使地球上的經(jīng)緯線能在平面上描繪出來,他設(shè)法把經(jīng)緯線繪成簡(jiǎn)單的扇形,從而繪制出一幅著名的“托勒密地圖”.15世紀(jì)初,航海家亨利開始把“托勒密地圖”付諸實(shí)踐.但是,經(jīng)過反復(fù)考察,卻發(fā)現(xiàn)這幅地圖并不實(shí)用.亨利手下的一些船長(zhǎng)遺憾地說：“盡管我們對(duì)有名的托勒密十分敬仰,但我們發(fā)現(xiàn)事實(shí)都與他說的相反.”
正確地測(cè)定經(jīng)緯度,關(guān)鍵需要有“標(biāo)準(zhǔn)鐘”.制造準(zhǔn)確的鐘表在海上計(jì)時(shí),顯然比依靠天體計(jì)時(shí)要方便,實(shí)用得多.18世紀(jì)機(jī)械工藝的進(jìn)步,終于為解決這個(gè)長(zhǎng)久的難題創(chuàng)造了條件.英國約克郡有位鐘表匠哈里森,他用42年的時(shí)間,連續(xù)制造了5臺(tái)計(jì)時(shí)器,一臺(tái)比一臺(tái)精確、完美,精確度也越來越高.第五臺(tái)只有懷表那么大小,測(cè)定經(jīng)度時(shí)引起的誤差只有1/3英里.差不多同時(shí),法國制鐘匠皮埃爾·勒魯瓦設(shè)計(jì)制造的一種海上計(jì)時(shí)器也投入了使用.至此,海上測(cè)定經(jīng)度的問題,終于初步得到了解決.