我們之前談到天球座標，當中有所謂的赤經和赤緯，相當於地球表面的東西經和南北緯，經緯二字何義？西元二百多年，東漢許慎的《說文解字》一書提到：「經，織也」，「緯，織橫絲也」。經緯原先指得的是織布上的橫絲線和縱絲線，橫線和縱線交錯而成布匹，縱為經，橫為緯，所以我們稱平行於地球赤道的為緯線，縱向的、垂直於赤道的為經線。

相同的方式運用在天球上，天上的星星便可以用赤經、赤緯定出位置，就像我們用GPS將所在位置的經緯度標示出來。這些定方位的座標系統如何和時間有關？英國鐘錶家哈理遜精心製作的航海鐘又是如何定位？我們先來看看，在沒有GPS的幫助下，如何定出我們所在位置的經緯度。

緯度是比較容易測量出來，我們地球的北極方向指向天空的北極星，只要測量所在位置的北極星位置，北極星的地平高度就是緯度（如圖一）。理論上在南半球定緯度，可以找到相對應的南極星，但南天極附近並沒有較亮的星星可當作南極星，在南天極附近有一顆南極座星，但太暗了，不適用，得靠其他輔助方式找到南天極。

經度的測量更為困難，在早年的航海船上，海浪使得船隻甲板無法穩定，使用的儀器不易做天文的測量。另一種量經度的方式就是用計時精準的時鐘。原理在於地球自轉一圈（360度）的時間是一天，也就是說每個小時轉了15度（360度/24小時=15度），因此在地球表面上，經度相差15度的城鎮，當地時間相互差了一個小時。

於是我們規定將整個地球分成24個時區，以英國格林威治天文台為基準點，該地的時間稱為格林威治標準時間（GMT，如圖二），又因為太陽是從東方升起，因此向東一個時區，相對於GMT，增加1個小時，向西1個時區則是減1個小時（如圖三）。例如台灣在格林威治東方8個時區，是GMT加8個小時，美國紐約在格林威治的西方5個時區，是GMT減5個小時，紐約和台灣相差了13個時區，相對於台灣，紐約時間是台灣時間減13個小時。

時差和位置經度之間的關係，就可以利用航海鐘測量經度。例如船隻從倫敦出發，隨船帶了一只航海鐘，航海鐘的時間是格林威治的標準時間，船隻向西航行到某地，若想要知道該地的經度，便在正午時分，等待太陽行經天空最高的位置，此時理應是該地的中午12時。

然後和攜帶的航海鐘比對，看看時間相差多少，如果時間相差2個小時，表示該地與倫敦相差兩個時區，經度相差個30度，也就是西經30度，只要航海鐘夠準確，推算的經度也會很準確。

說到正午時間，通常我們指的一天是太陽連續兩次經過天空最高位置的時間，平均來說約24小時又3分56秒，稱做平均太陽日。但是地球不僅繞太陽公轉，也會自轉，如圖四所示，若以遠方恆星為準，遠方恆星連續兩次經過頭頂的時間會比平均太陽日短，約23小時又56分四秒，稱做平均恆星日（如圖四）。

由於太陽遠較於其他恆星明顯，日常生活中，我們還是使用太陽日比較方便。