Praticité. La majorité des Américains européens au XVIIIe siècle vivaient à moins de cent miles du littoral. Pratiquement tous ceux qui y vivaient étaient inévitablement liés aux grandes routes commerciales de l'Atlantique, des marchands urbains aux fermiers de l'intérieur, des gouverneurs aux esclaves. Les manufactures de toutes sortes - vêtements, outils, poterie - venaient d'Europe, payées avec du bois américain, du tabac, du poisson et des céréales. Et aucun de ce commerce extensif ne pourrait avoir lieu sans la capacité de transporter un navire en toute sécurité et efficacement sur trois mille miles d'océan sans voie. La science de la navigation a rendu possible le commerce américain. C'était un art ancien, mais les progrès significatifs de l'astronomie et de l'instrumentation au XVIIIe siècle l'ont transformé en une science dans laquelle les mathématiques et les dernières informations astronomiques étaient des outils du métier.
Une place dans le monde. Pendant des siècles, les gens de mer avaient utilisé des cartes qui plaçaient le monde connu sur une grille de lignes imaginaires, un ensemble allant d'est en ouest, parallèle à l'équateur, et un autre en direction nord-sud, convergeant aux pôles nord et sud - les lignes de latitude et la longitude. Même avant la première colonisation de l'Amérique, les marins savaient trouver leur latitude grâce à l'étoile du Nord qui ne bougeait jamais la nuit et à la position zénithale du Soleil à midi tous les jours. Cependant, la détermination de la longitude était toujours plus compliquée. Au milieu du XVIIIe siècle, faire son «ouest» exigeait avec précision la résolution du «triangle céleste». Un point de ce triangle a été formé par le pôle nord ou sud. Le deuxième point était une position sur terre directement sous une autre étoile connue; cela a été déterminé à partir des tableaux astronomiques publiés. Le dernier point était le degré de longitude (inconnu) du navire. Pour résoudre le triangle, le navigateur a dû mesurer soigneusement l'angle de l'étoile connue et connaître l'heure aussi précisément que possible. Grâce à la trigonométrie sphérique, le navigateur pourrait alors déterminer le point final du triangle et donc sa position en mer.
Améliorations. Pour mesurer les angles au-dessus de l'horizon, les hampes transversales brutes et les appareils à plomb ont cédé la place à des instruments optiques sophistiqués. Vers 1731, le quadrant du navigateur a rendu possible des mesures beaucoup plus précises des angles au-dessus de l'horizon, et plus tard le sextant a affiné encore plus les mesures. Au fur et à mesure que les navires de guerre étendaient l'empire britannique à travers le monde, ils ont rapporté des données qui ont aidé à créer des tableaux astronomiques précis pour chaque saison dans chaque océan. Peut-être plus important encore, l'Anglais John Harrison a développé le chronomètre, essentiellement une horloge de mer très précise, avec des mécanismes complexes pour compenser le mouvement d'un navire, les changements de température et d'humidité, la poussière et d'autres variations. Les chronomètres étaient chers, tout comme les sextants, mais l'avantage qu'ils donnaient aux armateurs américains en faisait des biens précieux. Mais qu'il soit équipé des derniers instruments anglais ou du quadrant et du sablier plus courants, le commerce américain a sans aucun doute bénéficié des grandes améliorations de la mesure astronomique, et la valeur qu'ils accordaient à l'apprentissage de la science de la navigation est suggérée par les annonces fréquentes dans les journaux coloniaux pour la formation. dans la navigation céleste.