在没有现代科技辅助的大航海时代，要在茫茫大海中定位经纬度，需要观测天象，再运用数学知识加以计算。张海潮教授在本讲中，为听众介绍具体的做法。
要测知我们在地球上某处的经纬度，首先要给天上的星体定位，然后才能够以星体之间，或是星体与地球之间的相对关系，算出自己的位置。我们在夜间所见的星空，分布在天球上；天球跟地球一样也有经纬度，分成赤经纬跟黄经纬两个系统。测量星体赤经纬，主要的数学工具是三角函数，也就是运用正弦跟余弦，计算天球上星体的相对距离；到了 16 世纪以后，改用向量来做标记，测量星体的数学工具就更为完备了。把星体按照所在赤经纬标示列表，就叫做星表；克卜勒当年就曾经制作过一份钜细靡遗的星表，所载星体多达一千两百多颗。
要计算地球上所在位置的纬度比较简单，只需要测量天顶跟北极星的夹角，其余角就是所在位置的纬度。比方说我们站在台北，面向北方，将手举高对向北极星，可以测得北极星与地平线的夹角约为 25 度；经过简单的余角换算，就可以得到台北所在位置与赤道的夹角，同样是 25 度，这就是台北所在的纬度。
计算经度比较麻烦，因为地球自转的缘故，无法从天上星星的经度，直接得知地球上所在位置的经度。要计算经度必须要有个参考点，我们以通过英国格林威治的经度线为零度，并且将天球上所有已知星体，在每一个时间与格林威治的经度差（也就是星体与天北极决定的子午线，跟格林威治与天北极决定的子午线，两者之间的差距），编纂成航海年鉴。如此一来，在大海中航行的船只，只要以六分仪之类的仪器，观测某颗已知星体的向量（仰角加上方位角），计算出船只所在位置与该星体的经度差，再查阅航海年鉴，得知此时此刻这个星体与格林威治的经度差，两者相减之后的结果，就是船只所在位置的经度。这样做的前提是必须要知道格林威治当下的时间，在 1750 年做出准确的航海钟之后，这问题就迎刃而解了。
现代船只都配有 GPS 卫星定位系统，为防失灵还配置两套，已经不需要航海员辛苦地持续观测天象，进行繁杂的计算；以前当船长必考的六分仪操作，现在也取消了。这套借由观测天象，运用数学原理计算方位的技术，如今已成为“时代的眼泪”，不过我们还是可以从中学到一套解决问题的思考方法，这是与时俱进，永远不会过时的。
