Si la détermination de la la latitude fut maîtrisée dès le XVIè siècle, le problème de la longitude fut bien plus ardu et long à résoudre. Avant l'apparition des techniques satellitaires (GPS) la seule manière de connaître la longitude, c'est de connaître l'heure du port de départ et le comparer à celui du bateau. Ainsi si sur le bateau, le soleil a une heure de retard par rapport à son passage au méridien du port, c'est que le navire est à 15° à l'ouest par rapport au port de départ (360°/24h). Des éphémérides mises au point par les astronomes permettent de connaître l'heure de passage au méridien du port, reste à trouver une horloge suffisamment précise pour retrouver l'heure du port depuis le navire et que les calculs de longitude soient les plus proches de la réalité que possibles. Le premier à penser avoir trouvé une technique, c'est Galilée, qui en braquant sa lunette astronomique sur Jupiter, se rend compte de l’existence de quatre lunes (Io, Europe, Ganymède et Callisto) dont le ballet autour de la planète est d'une régularité chronométrique. Ce matin, par exemple, alors que Mars est proche de Jupiter, on voit, à droite de Jupiter et dans cet ordre : Io, Ganymède et Callisto. Europe n'est pas visible car derrière la planète.

Avec l'établissement de tables des éclipses de ces satellites (dit « galiléens »), un astronome, Philippe de la Hire, dresse en 1693 une carte du royaume de France : si en latitude, elle n'apporte pas grand'chose de nouveau par rapport aux anciennes cartes, il en est autrement pour la longitude. Ainsi, Brest, avant rectification, se trouvait 200 km trop à l'ouest et tous calculs faits, la surface du Royaume de France se trouve rétrécie de 5%.

Deux limitations à cette méthode :

• Jupiter n'est pas visible environ trois mois de l'année,
• Elle est inexploitable en mer car les mouvements du bateaux sur l'Océan rendent impossibles les observations à la lunette ou au télescope malgré la mise au point de chaises suspendues qui devaient isoler le marin-observateur.

D'autres événements astronomiques auraient pu servir de référence chronométrique : les éclipses de Lune, de soleil, les transits de Vénus (ceux de 1761 et 1769 ont été particulièrement suivis), de Mercure (bien que sa trajectoire ne fut bien modélisée qu'au XXè siècle) … mais bien sûr la rareté de ces phénomènes n'est pas adaptée au besoin constant de longitude des capitaines.