Winkelmessungen werden in der Navigation häufig benötigt. In der terrestrischen (erdgebundenen) Navigation können z.B. Entfernungen von Objekten bekannter Höhe mit einer Winkelmessung zwischen Fuß- und Spitze des Objektes bestimmt werden.
Alle Messungen, die in der astronomischen Navigation durchzuführen sind, sind Winkelmessungen (mit Ausnahme der Zeitmessung)
Ein frühes Messgerät für diese Aufgabe war das Astrolabium. Im klassischen Griechenland entwickelt, kam es über die Araber auf die iberische Halbinsel.
Auf Ihren Entdeckungsreisen südwärts der afrikanischen Küste entlang, bestimmten die Portugiesen in der ersten Hälfte des 15.Jahrhunderts mit seiner Hilfe die Nordsternhöhe.
1455 wagte es Cadamosto nicht, den Äquator zu überqueren, da auf der Südhalbkugel die Breitenbestimmung mit Hilfe des Nordsterns nicht möglich ist.
Nebenstehend ein vereinfachtes Astrolab für den Maritimen Gebrauch aus einem bei den Valencia Islands ( Südwest-Irland )gesunkenen Schiff der spanischen Armada

Das Astrolabium blieb nicht das einzige Winkelmeßgerät, die Gestirnshöhe konnte auch mit dem Kreuzstab (auch Jakobsstab) gemessen werden. Auf einem skalierten Stab konnte ein zweiter senkrecht angeordneter Stab so lange verschoben werden, bis dessen oberes Ende das Gestirn, das untere den Horizont scheinbar berührte. An der Skala des ersten Stabes konnte der gemessene Winkel abgelesen werden.

Messungen mit dem Jakobsstab nötigten den Beobachter direkt in die Sonne zu schauen. Augenschäden waren die unvermeidbare Folge.
Der Davisquadrant vermied dieses Problem, da der Beobachter dem Beobachtungsobjekt, der Sonne den Rücken zuwandte, so wie es diese alte Zeichnung zeigt.

Wirklich präzise Messungen ermöglichte der 1731 von John Headley sowie dem Glasfabrikanten Thomas Godtray und dem Physiker Isaak Newton erfundene Sextant,
Da dieser keine frei pendelnden Teile hat, waren mit seiner Hilfe auch bei bewegter See ausreichend präzise Messungen möglich.

Bevorzugte Messobjekte zur Bestimmung der Breite waren der Nordstern und die Sonne zum Zeitpunkt des Ortsmittags (Kulmination); in diesem Augenblick steht die Sonne (auf der Nordhalbkugel) genau südlich. Beiden Messverfahren ist eigen, daß Beobachter und beobachtetes Objekt sich auf gleicher Länge befinden. Deshalb zeichnen sich die  Nordsternbreite  und die Mittagsbreite der Sonne durch besonders einfache Auswertung aus.