تاريخ خطوط الطول

يصف تاريخ خطوط الطول الجهود المضنية التي بذلها علماء الفلك ورسامو الخرائط والملاحون على مدى قرون لاكتشاف وسيلة لتحديد خط الطول (الموقع شرقًا وغربًا) لأي مكان على سطح الأرض. يُعد قياس خط الطول بالغ الأهمية لكل من رسم الخرائط والملاحة . وعلى وجه الخصوص، تتطلب الملاحة البحرية الآمنة معرفة كل من خط العرض وخط الطول، مع العلم أنه يمكن تحديد خط العرض بدقة جيدة من خلال الرصد الفلكي المحلي.

استغرق إيجاد طريقة دقيقة وعملية لتحديد خطوط الطول قرونًا من الدراسة والابتكار على يد نخبة من أعظم العلماء والمهندسين. يتطلب تحديد خط الطول بالنسبة لخط الزوال عبر موقع ثابت ربط الملاحظات بمقياس زمني موحد في كلا الموقعين، لذا فإن مشكلة خط الطول تُختزل إلى إيجاد طريقة لتنسيق الساعات في أماكن متباعدة. اعتمدت المناهج المبكرة على أحداث فلكية يمكن التنبؤ بها بدقة عالية، مثل الكسوف والخسوف، وعلى بناء ساعات تُعرف باسم الكرونومترات ، قادرة على ضبط الوقت بدقة كافية أثناء نقلها لمسافات طويلة عبر السفن.

في عام 1773، اعتُرف باختراع جون هاريسون لساعة دقيقة قادرة على قياس الوقت في البحر بدقة كافية لتحديد خطوط الطول، باعتبارها أول من مكّن من تحديد خطوط الطول في البحر. لاحقًا، استُخدمت التلغراف ثم الراديو لمزامنة الساعات. أما اليوم، فقد حُلّت مشكلة تحديد خطوط الطول بدقة تصل إلى سنتيمتر واحد بفضل الملاحة عبر الأقمار الصناعية .

في القرن الثالث قبل الميلاد ، اقترح إراتوستينس نظامًا لخطوط الطول والعرض لرسم خريطة العالم. كان خط الزوال الرئيسي (خط الطول) يمر عبر الإسكندرية ورودس ، بينما لم تكن خطوط العرض (خطوط العرض) منتظمة التباعد، بل كانت تمر عبر مواقع معروفة، وغالبًا ما كان ذلك على حساب استقامتها. ^{[ 1 ]} وبحلول القرن الثاني قبل الميلاد، كان هيبارخوس يستخدم نظام إحداثيات منهجيًا، قائمًا على تقسيم الدائرة إلى 360 درجة، لتحديد المواقع على الأرض بدقة. ^{[ 2 ] : 31} وهكذا، يمكن التعبير عن خطوط الطول بالدرجات شرقًا أو غربًا من خط الزوال الرئيسي، كما هو الحال اليوم (مع أن خط الزوال الرئيسي مختلف). كما اقترح طريقة لتحديد خط الطول بمقارنة التوقيت المحلي لخسوف القمر في موقعين مختلفين، للحصول على الفرق في خط الطول بينهما. ^{[ 2 ] : 11} لم تكن هذه الطريقة دقيقة للغاية، نظرًا لمحدودية الساعات المتاحة، ونادرًا ما تم استخدامها - ربما مرة واحدة فقط، باستخدام كسوف أربيلا عام 330 قبل الميلاد. ^{[ 3 ]} لكن الطريقة سليمة، وهذا هو أول اعتراف بإمكانية تحديد خط الطول من خلال معرفة دقيقة للوقت.

في القرن الثاني الميلادي، اعتمد بطليموس نظام رسم الخرائط الخاص به على المسافات والاتجاهات المُقدَّرة التي أوردها الرحالة. قبل ذلك، كانت جميع الخرائط تستخدم شبكة مستطيلة بخطوط مستقيمة تتقاطع بزوايا قائمة، تمثل خطوط الطول والعرض. ^{[ 4 ] : ​​543 [ 5 ] : 90} يؤدي هذا إلى تشويه غير مقبول في المناطق الشاسعة، ولذا استخدم بطليموس في خريطته للعالم المأهول إسقاطات (باستخدام المصطلح الحديث) بخطوط عرض منحنية متوازية، مما قلل من هذا التشويه. لا توجد خرائط (أو مخطوطات من أعماله) أقدم من القرن الثالث عشر، لكنه في كتابه "الجغرافيا" قدّم تعليمات مفصلة وإحداثيات خطوط الطول والعرض لمئات المواقع، وهي كافية لإعادة رسم الخرائط. مع أن نظام بطليموس متين، إلا أن البيانات المستخدمة فيه متفاوتة الجودة، مما يؤدي إلى العديد من الأخطاء والتشويهات. ^{[ 6 ] [ 4 ] : ​​551-553 [ 7 ]} بصرف النظر عن صعوبات تقدير المسافات والاتجاهات المستقيمة، فإن أهم هذه الصعوبات هو المبالغة المنهجية في تقدير الفروق في خطوط الطول. وهكذا، من جداول بطليموس، يبلغ الفرق في خط الطول بين جبل طارق وصيدا 59° 40' 0'، مقارنةً بالقيمة الحديثة البالغة 40° 23' 0'، أي أعلى بنحو 48%. قام روسو (2013) بتحليل هذه التناقضات، وخلص إلى أن جزءًا كبيرًا من الخطأ ينشأ من تقدير بطليموس المنخفض لحجم الأرض، مقارنةً بتقدير إراتوستينس الأكثر دقة - أي ما يعادل 500 ستاديا للدرجة بدلًا من 700. ونظرًا لصعوبة القياسات الفلكية لخطوط الطول في العصور الكلاسيكية، فمن المرجح أن معظم قيم بطليموس، إن لم تكن جميعها، قد تم الحصول عليها من قياسات المسافة وتحويلها إلى خطوط طول باستخدام قيمة 500. ^{[ 8 ]}

كان علماء الفلك الهندوس القدماء على دراية بطريقة تحديد خطوط الطول من خسوف القمر، بافتراض كروية الأرض. وُصفت هذه الطريقة في كتاب "سوريا سيدانتا" ، وهو أطروحة سنسكريتية في علم الفلك الهندي، يُعتقد أنها تعود إلى أواخر القرن الرابع أو أوائل القرن الخامس الميلادي. ^{[ 9 ]} كانت خطوط الطول تُنسب إلى خط الزوال الرئيسي المار بمدينة أفانتي، أوجين الحالية . وكانت المواقع بالنسبة لهذا الخط تُعبّر عنها بفروق الطول أو التوقيت، ولكن لم تكن الدرجات مستخدمة في الهند آنذاك. ولا يُعرف على وجه اليقين ما إذا كانت هذه الطريقة قد طُبّقت عمليًا.

عرف علماء المسلمين أعمال بطليموس منذ القرن التاسع الميلادي على الأقل، حين تُرجم كتابه "الجغرافيا" إلى العربية لأول مرة. وقد حظي بتقدير كبير، رغم معرفة أخطائه. ^{[ 10 ]} ومن بين إنجازاتهم إضافة مواقع جديدة إلى جداول بطليموس الجغرافية، مع تحديد خطوط الطول والعرض، وفي بعض الحالات تحسين دقتها. ^{[ 11 ]} لم تُذكر الطرق المستخدمة لتحديد معظم خطوط الطول، لكن بعض الروايات تُفصّل ذلك. سجّل البتاني عام 901 رصدًا متزامنًا لخسوفين قمريين في موقعين مختلفين، مُقارنًا بين أنطاكية والرقة ، ومُحددًا الفرق في خط الطول بين المدينتين بخطأ أقل من درجة واحدة. ويُعتبر هذا أفضل ما يُمكن تحقيقه بالطرق المُتاحة آنذاك، وهي رصد الخسوف بالعين المجردة، وتحديد التوقيت المحلي باستخدام الإسطرلاب لقياس ارتفاع نجم مرجعي مناسب. ^{[ 12 ] [ 13 ]} استخدم البيروني ، في أوائل القرن الحادي عشر الميلادي، بيانات الكسوف أيضًا، لكنه طور طريقة بديلة تعتمد على شكل مبكر من التثليث. بالنسبة لموقعين يختلفان في كل من خط الطول وخط العرض، إذا عُرفت خطوط العرض والمسافة بينهما، بالإضافة إلى حجم الأرض، فمن الممكن حساب الفرق في خط الطول. بهذه الطريقة، قدّر البيروني الفرق في خط الطول بين بغداد وغزنة باستخدام تقديرات المسافة من المسافرين عبر طريقين مختلفين (مع تعديل تعسفي إلى حد ما لمراعاة انحناء الطرق). تختلف نتيجته للفرق في خط الطول بين المدينتين بحوالي درجة واحدة عن القيمة الحديثة. [ ^{14 ] يشير} ميرسييه (1992) إلى أن هذا يُعد تحسنًا كبيرًا مقارنةً ببطليموس، وأن تحسنًا مماثلًا في الدقة لم يحدث حتى القرن السابع عشر في أوروبا. ^{[ 14 ] : 188}

بينما كانت المعرفة ببطليموس (وبشكل أعم بالعلوم والفلسفة اليونانية) تتزايد في العالم الإسلامي، كانت تتراجع في أوروبا. ويُقدّم جون كيرتلاند رايت (1925) ملخصًا قاتمًا: "قد نتجاهل الجغرافيا الرياضية في العصر المسيحي [في أوروبا] قبل عام 1100؛ فلم تُجرَ أي اكتشافات، ولم تُبذل أي محاولات لتطبيق نتائج الاكتشافات السابقة... لقد نُسي بطليموس، وظلت جهود العرب في هذا المجال مجهولة". ^{[ 15 ] : 65} لم يضيع كل شيء أو يُنسَ؛ فقد أكّد بيدا في كتابه "في طبيعة الأشياء" كروية الأرض. لكن حججه هي حجج أرسطو ، المأخوذة من بليني . لم يُضف بيدا شيئًا أصيلًا. ^{[ 16 ] [ 17 ]}

ثمة المزيد من الأحداث الجديرة بالذكر في أواخر العصور الوسطى. يستشهد رايت (1923) بوصفٍ كتبه والشر من مالفيرن لخسوف قمري في إيطاليا (19 أكتوبر 1094)، والذي حدث قبيل الفجر بقليل. عند عودته إلى إنجلترا، قارن ملاحظاته مع رهبان آخرين لتحديد وقت رصدهم، والذي كان قبل منتصف الليل. كانت المقارنة غير دقيقة بما يكفي لعدم إمكانية قياس فروق خطوط الطول، لكن الوصف يُظهر أن المبدأ كان لا يزال مفهومًا. ^{[ 18 ] : 81} في القرن الثاني عشر، أُعدت جداول فلكية لعدد من المدن الأوروبية، استنادًا إلى عمل الزرقالي في طليطلة . كان لا بد من تكييف هذه الجداول مع خط زوال كل مدينة، وقد سُجّل أن خسوف القمر في 12 سبتمبر 1178 استُخدم لتحديد فروق خطوط الطول بين طليطلة ومرسيليا وهيريفورد . ^{[ 18 ] : 85} أضافت جداول هيريفورد أيضًا قائمة تضم أكثر من 70 موقعًا، العديد منها في العالم الإسلامي، مع خطوط الطول والعرض الخاصة بها. وتمثل هذه الجداول تحسنًا كبيرًا مقارنةً بجداول بطليموس المماثلة. فعلى سبيل المثال، تم تحديد خطوط طول سبتة وصور عند 8° و57° (شرق خط زوال جزر الكناري)، بفارق 49° عن القيمة الحالية البالغة 40.5°، أي بزيادة تقل عن 20%. ^{[ 18 ] : 87-88.} بشكل عام، شهدت أواخر العصور الوسطى اهتمامًا متزايدًا بالجغرافيا، ورغبةً في إجراء الملاحظات مدفوعةً بزيادة السفر (بما في ذلك رحلات الحج والحروب الصليبية ) وتوفر المصادر الإسلامية من إسبانيا وشمال إفريقيا ^{[ 19 ] [ 20 ].} في نهاية العصور الوسطى، أصبح عمل بطليموس متاحًا بشكل مباشر مع الترجمات التي أُجريت في فلورنسا في نهاية القرن الرابع عشر وبداية القرن الخامس عشر. ^{[ 21 ]}

شهد القرنان الخامس عشر والسادس عشر رحلات استكشافية وغزوية من البرتغاليين والإسبان . وعلى وجه الخصوص، أثار وصول الأوروبيين إلى العالم الجديد تساؤلات حول موقعهم الجغرافي. قام كريستوفر كولومبوس بمحاولتين لتحديد خط طوله من خلال رصد خسوف القمر. كانت المحاولة الأولى في جزيرة ساونا ، الواقعة حاليًا في جمهورية الدومينيكان ، خلال رحلته الثانية. كتب: "في عام 1494، عندما كنت في جزيرة ساونا، الواقعة في الطرف الشرقي من جزيرة إسبانيولا [أي هيسبانيولا ]، حدث خسوف للقمر في 14 سبتمبر، ولاحظنا وجود فرق يزيد عن خمس ساعات ونصف بين ساونا ورأس سان فينسينتي في البرتغال". ^{[ 22 ]} لم يتمكن من مقارنة ملاحظاته مع تلك التي أُجريت في أوروبا، ويُفترض أنه استخدم الجداول الفلكية كمرجع. أُجريت المحاولة الثانية على الساحل الشمالي لجامايكا في 29 فبراير 1504، خلال رحلته الرابعة. وكانت نتائجه غير دقيقة إلى حد كبير، حيث بلغت أخطاء خط الطول 13 و38 درجة غربًا على التوالي. ^{[ 23 ]} ويوثق راندلز (1985) قياسات خط الطول التي أجراها البرتغاليون والإسبان بين عامي 1514 و1627 في كل من الأمريكتين وآسيا، حيث تراوحت الأخطاء بين درجتين و25 درجة. ^{[ 24 ]}

في عام ١٦٠٨، قُدِّم طلب براءة اختراع إلى الحكومة الهولندية لتلسكوب انكساري. وقد لاقت الفكرة استحسانًا واسعًا، من بينهم غاليليو الذي صنع أول تلسكوب له في العام التالي، وبدأ سلسلة اكتشافاته الفلكية التي شملت أقمار المشتري، وأطوار الزهرة، وفصل نجوم مجرة ​​درب التبانة. وعلى مدى نصف القرن التالي، أدت التحسينات في علم البصريات واستخدام حوامل معايرة، وشبكات بصرية، وميكرومترات لضبط المواضع، إلى تحويل التلسكوب من مجرد أداة رصد إلى أداة قياس دقيقة. ^{[ ٢٦ ] [ ٢٧ ] [ ٢٨ ] [ ٢٩ ]} كما زاد ذلك بشكل كبير من نطاق الأحداث التي يمكن رصدها لتحديد خط الطول.

كان التطور التقني الثاني المهم لتحديد خطوط الطول هو ساعة البندول ، التي حصل كريستيان هويغنز على براءة اختراعها عام 1657. ^{[ 30 ]} وقد أدى ذلك إلى زيادة في الدقة بنحو 30 ضعفًا مقارنةً بالساعات الميكانيكية السابقة - حيث بلغت دقة أفضل ساعات البندول حوالي 10 ثوانٍ في اليوم. ^{[ 31 ]} منذ البداية، كان هويغنز ينوي استخدام ساعاته لتحديد خطوط الطول في البحر. ^{[ 32 ] [ 33 ]} ومع ذلك، لم تتحمل ساعات البندول حركة السفينة بشكل كافٍ، وبعد سلسلة من التجارب، تم التوصل إلى ضرورة اتباع مناهج أخرى. كان مستقبل ساعات البندول على اليابسة. فبالإضافة إلى الأدوات التلسكوبية، ستُحدث ثورة في علم الفلك الرصدي ورسم الخرائط في السنوات القادمة. ^{[ 34 ]} وكان هويغنز أيضًا أول من استخدم نابض التوازن كمذبذب في ساعة عاملة، مما سمح بصنع ساعات محمولة دقيقة. لكن لم تصبح هذه الساعات دقيقة بما يكفي لاستخدامها كساعات بحرية إلا بعد عمل جون هاريسون . ^{[ 35 ]}

أدى تطوير التلسكوب والساعات الدقيقة إلى زيادة نطاق الطرق المستخدمة لتحديد خط الطول. وباستثناء واحد ( الانحراف المغناطيسي )، تعتمد جميعها على مبدأ مشترك، وهو تحديد وقت مطلق من حدث أو قياس، ومقارنة التوقيت المحلي المقابل في موقعين مختلفين. (يشير مصطلح "مطلق" هنا إلى الوقت نفسه بالنسبة لأي مراقب على سطح الأرض). كل ساعة فرق في التوقيت المحلي تعادل تغيرًا في خط الطول بمقدار 15 درجة (360 درجة مقسومة على 24 ساعة).

يُعرَّف وقت الظهيرة المحلي بأنه الوقت الذي تكون فيه الشمس في أعلى نقطة لها في السماء. يصعب تحديد هذا الوقت مباشرةً، لأن الحركة الظاهرية للشمس تكون أفقية تقريبًا عند الظهيرة. وكانت الطريقة المعتادة هي حساب نقطة المنتصف بين وقتين تكون فيهما الشمس على نفس الارتفاع. وفي حالة الأفق المفتوح، يمكن استخدام نقطة المنتصف بين شروق الشمس وغروبها. ^{[ 36 ]} أما في الليل، فيمكن الحصول على التوقيت المحلي من الدوران الظاهري للنجوم حول القطب السماوي، إما بقياس ارتفاع نجم مناسب باستخدام السدس ، أو بعبور نجم لخط الزوال باستخدام جهاز العبور. ^{[ 37 ]}

ولتحديد مقياس الزمن المطلق، استمر استخدام خسوف القمر. وشملت الطرق المقترحة الأخرى ما يلي:

المسافات القمرية

كانت "المسافات القمرية" أو المسافات القمرية من أوائل المقترحات لحساب خطوط الطول، وقد طبّقها ريجيومونتانوس عمليًا لأول مرة في كتابه "التقويم الفلكي" (Ephemerides Astronomicae ) عام 1474. يُعدّ هذا التقويم أحد المصادر التي استخدمها أمريكو فسبوتشي في حساباته التاريخية لخطوط الطول التي أجراها في 23 أغسطس و15 سبتمبر 1499 أثناء استكشافه لأمريكا الجنوبية. ^{[ 38 ] [ 39 ] [ 40 ]} نُشرت هذه الطريقة على يد يوهانس فيرنر عام 1514، ^{[ 41 ]} وناقشها بتروس أبيانوس بالتفصيل عام 1524. ^{[ 42 ]}

تعتمد طريقة قياس المسافة القمرية على حركة القمر بالنسبة للنجوم الثابتة، حيث يُكمل دورة كاملة (360 درجة) في 27.3 يومًا في المتوسط ​​(شهر قمري)، مما يُعطي حركة مُرصَدة تزيد قليلًا عن 0.5 درجة في الساعة. لذا، يلزم قياس دقيق للزاوية، إذ أن فرق دقيقتين قوسيتين (1/30 درجة) في الزاوية بين القمر والنجم المُختار يُقابله فرق درجة واحدة في خط الطول: 60 ميلًا بحريًا (110 كيلومترات) عند خط الاستواء. ^{[ 43 ]} كما تتطلب هذه الطريقة جداول دقيقة مطبوعة قبل الرصد، وتزداد تعقيدًا بسبب الحسابات اللازمة لمراعاة اختلاف المنظر وعدم انتظام مدار القمر. لم تكن أدوات القياس ولا الجداول الفلكية دقيقة بما يكفي في أوائل القرن السادس عشر. أول محاولة لفسبوتشي لاستخدام هذه الطريقة وضعته على بُعد 82.5 درجة غرب قادس ، ^{[ 44 ]} مما جعل حسابه ضمن نطاق 5 درجات من موقعه الفعلي. ^{[ 38 ]} أما الثاني فكان خاطئاً بمقدار كبير، ويعزى ذلك إلى عدم دقة جداول ريجيومونتانوس الفلكية. ^{[ 38 ]} 

تحسّنت الدقة مع استخدام علماء الفلك والملاحين أساليب وأدوات أفضل. ونشرت المراصد جداول فلكية استنادًا إلى رصد وتنبؤات أدق. بدأ نشر التقويم البحري في المملكة المتحدة عام ١٧٦٧، والتقويم الفلكي الأمريكي والتقويم البحري عام ١٨٥٢؛ وكلاهما تضمن المسافات القمرية وذروات القمر.

أقمار كوكب المشتري

اكتشف غاليليو أربعة من ألمع أقمار كوكب المشتري ، وهي: آيو، وأوروبا، وجانيميد، وكاليستو، عام 1610. وبعد أن حدد فترات دورانها حول الشمس، اقترح عام 1612 أنه بمعرفة دقيقة كافية لمداراتها، يمكن استخدام مواقعها كساعة عالمية، مما يُتيح تحديد خطوط الطول. تقدم غاليليو بطلب للحصول على جائزة إسبانيا القيّمة لحلّ مسألة خطوط الطول عام 1616. وعمل على هذه المسألة بين الحين والآخر، لكنه لم يتمكن من إقناع المحكمة الإسبانية. ثم تقدم لاحقًا بطلب إلى هولندا للحصول على جائزتها، لكنه كان قد حوكم آنذاك بتهمة الهرطقة من قبل محاكم التفتيش الرومانية ، وحُكم عليه بالإقامة الجبرية مدى الحياة. ^{[ 46 ] : 15-16}

تطلّبت طريقة غاليليو استخدام تلسكوب، إذ لا يمكن رؤية الأقمار بالعين المجردة. وللاستخدام في الملاحة البحرية، اقترح غاليليو جهاز "سيلاتون" ، وهو عبارة عن خوذة مزوّدة بتلسكوب مُثبّت بطريقة تسمح بتتبع حركة الراصد على متن السفينة. ^{[ 47 ]} استُبدل هذا الجهاز لاحقًا بفكرة زوج من الأغلفة نصف الكروية المتداخلة، يفصل بينهما حوض من الزيت. من شأن هذا أن يوفر منصة تسمح للراصد بالبقاء ثابتًا بينما تتمايل السفينة تحته، على غرار المنصة ذات المحور الدوار . ولتحديد الوقت من مواقع الأقمار المرصودة، طُرح جهاز " جوفيلاب "؛ وهو عبارة عن حاسوب تناظري يحسب الوقت من المواقع، وقد سُمّي بهذا الاسم لتشابهه مع الأسطرلاب . ^{[ 48 ]} إلا أن المشاكل العملية كانت جسيمة، ولم تُستخدم هذه الطريقة في البحر قط.

على اليابسة، أثبتت هذه الطريقة جدواها ودقتها. ففي عام 1668، نشر جيوفاني دومينيكو كاسيني جداول مفصلة لأقمار كوكب المشتري. ^{[ 46 ] : 21} وكان من أوائل استخداماتها قياس خط طول موقع مرصد تيكو براهي السابق في جزيرة فين . أجرى جان بيكار في فين وكاسيني في باريس أرصادًا خلال عامي 1671 و1672، وحصلا على قيمة 42 دقيقة و10 ثوانٍ (زمنيًا) شرق باريس، أي ما يعادل 10° 32' 30"، أي أعلى بنحو 12 دقيقة قوسية (1/5°) من القيمة الحالية. ^{[ 49 ]}

وفرت أقمار كوكب المشتري معلومات زمنية لمشروع الأكاديمية الفرنسية للعلوم لمسح فرنسا، والذي أنتج خريطة جديدة في عام 1744 أظهرت أن الخط الساحلي كان أبعد شرقًا بشكل ملحوظ مما كان عليه في الخرائط السابقة. ^{[ 50 ]}

كانت قياسات خطوط الطول في البر والبحر متكاملة. وكما أشار إدموند هالي في عام 1717، "ولكن بما أنه لا داعي للاستفسار بدقة عن خط طول السفينة، عندما يكون خط طول الميناء الذي تتجه إليه مجهولاً، فمن المستحسن أن يقوم أمراء الأرض بإجراء مثل هذه القياسات في الموانئ وعلى الرؤوس الرئيسية لممالكهم، كلٌّ حسب مملكته، بما يكفي لتحديد حدود البر والبحر بشكل نهائي". ^{[ 52 ]} إلا أن تحديد خطوط الطول في البر والبحر لم يتطور بشكل متوازٍ.

على اليابسة، شهدت الفترة الممتدة من تطوير التلسكوبات وساعات البندول وحتى منتصف القرن الثامن عشر زيادة مطردة في عدد المواقع التي تم تحديد خطوط طولها بدقة معقولة، غالباً بأخطاء تقل عن درجة واحدة، ودائماً تقريباً في حدود 2-3 درجات. وبحلول عشرينيات القرن الثامن عشر، أصبحت الأخطاء أقل من درجة واحدة باستمرار. ^{[ 59 ]}

في البحر خلال الفترة نفسها، كان الوضع مختلفًا تمامًا. فقد برزت مشكلتان عصيتان على الحل. الأولى هي الحاجة إلى نتائج فورية. على اليابسة، كان بإمكان عالم فلك، مثلاً في كامبريدج، ماساتشوستس، انتظار خسوف القمر التالي الذي سيكون مرئيًا في كل من كامبريدج ولندن؛ وضبط ساعة البندول على التوقيت المحلي في الأيام القليلة التي تسبق الخسوف؛ وتوقيت أحداث الخسوف؛ وإرسال التفاصيل عبر المحيط الأطلسي والانتظار أسابيع أو شهورًا لمقارنة النتائج مع زميل له في لندن أجرى ملاحظات مماثلة؛ وحساب خط طول كامبريدج؛ ثم إرسال النتائج للنشر، وهو ما قد يستغرق عامًا أو عامين بعد الخسوف. ^{[ 60 ]} وإذا لم تكن الرؤية واضحة في كامبريدج أو لندن بسبب الغيوم، فعليه انتظار الخسوف التالي. كان الملاح البحري بحاجة إلى النتائج بسرعة. أما المشكلة الثانية فكانت البيئة البحرية. فإجراء ملاحظات دقيقة في أمواج المحيط أصعب بكثير من اليابسة، ولا تعمل ساعات البندول بكفاءة في هذه الظروف. وبالتالي، لم يكن من الممكن تقدير خط الطول في البحر إلا من خلال التقدير الملاحي (DR) - باستخدام تقديرات السرعة والمسار من نقطة بداية معروفة - في وقت أصبح فيه تحديد خط الطول على الأرض أكثر دقة.

للتعويض عن عدم اليقين في تحديد خط الطول، اعتمد الملاحون أحيانًا على معرفتهم الدقيقة بخط العرض. فكانوا يبحرون إلى خط عرض وجهتهم، ثم يبحرون نحوها على طول خط عرض ثابت، فيما يُعرف بالإبحار غربًا (إذا كان الاتجاه غربًا، وشرقًا في غير ذلك). ^{[ 61 ]} ومع ذلك، كان خط العرض عادةً أبطأ من المسار الأقصر أو الأنسب، مما يُطيل الرحلة لأيام أو أسابيع، ويزيد من خطر نقص المؤن، وداء الإسقربوط ، والمجاعة. ^{[ 62 ]}

وقعت كارثة شهيرة ناجمة عن خطأ في تحديد خط الطول في أبريل 1741. كان جورج أنسون ، قائد سفينة إتش إم إس سنتوريون  ، يدور حول رأس هورن من الشرق إلى الغرب. ظنًا منه أنه تجاوز الرأس، اتجه شمالًا، لكنه سرعان ما وجد نفسه متجهًا مباشرة نحو اليابسة. دفعه تيار شرقي قوي إلى الشرق من موقعه المحدد بالتقدير الملاحي، فاضطر إلى استئناف مساره غربًا لعدة أيام. عندما تجاوز رأس هورن أخيرًا، اتجه شمالًا نحو جزر خوان فرنانديز للتزود بالمؤن لطاقمه، الذي كان العديد منهم مصابًا بداء الإسقربوط. عند وصوله إلى خط عرض خوان فرنانديز، لم يكن يعلم ما إذا كانت الجزر تقع شرقًا أم غربًا، فأمضى عشرة أيام يبحر شرقًا ثم غربًا قبل أن يصل إليها أخيرًا. خلال هذه الفترة، توفي أكثر من نصف طاقم السفينة بسبب داء الإسقربوط. ^{[ 35 ] [ 63 ]}

استجابةً لمشاكل الملاحة، عرضت عدة قوى بحرية أوروبية جوائز لمن يبتكر طريقة لتحديد خطوط الطول في البحر. وكان فيليب الثاني ملك إسبانيا أول من فعل ذلك، إذ عرض مكافأةً لمن يجد حلاً عام 1567؛ ثم زاد ابنه، فيليب الثالث ، قيمة المكافأة عام 1598 إلى 6000 دوكات ذهبي بالإضافة إلى معاش تقاعدي دائم قدره 2000 دوكات ذهبي سنويًا. ^{[ 46 ] : 15} وعرضت هولندا 30000 فلورين في أوائل القرن السابع عشر. ولم تُسفر أي من هاتين الجائزتين عن حل، ^{[ 64 ] : 9} على الرغم من أن غاليليو تقدم بطلب للحصول على كلتيهما. ^{[ 46 ] : 16}

شهد النصف الثاني من القرن السابع عشر تأسيس مراصد رسمية في باريس ولندن. تأسس مرصد باريس عام 1667 تحت رعاية الأكاديمية الفرنسية للعلوم . واكتمل بناء المرصد جنوب باريس عام 1672. ^{[ 65 ]} ومن بين علماء الفلك الأوائل جان بيكار ، وكريستيان هويغنز ، ودومينيك كاسيني . ^{[ 66 ] : 165-177} لم يكن المرصد مخصصًا لمشروع محدد، ولكنه سرعان ما انخرط في مسح فرنسا الذي أدى (بعد تأخيرات عديدة بسبب الحروب والوزارات غير المتعاونة) إلى إصدار الأكاديمية أول خريطة لفرنسا عام 1744. استخدم المسح مزيجًا من التثليث والملاحظات الفلكية، مع استخدام أقمار كوكب المشتري لتحديد خطوط الطول. وبحلول عام 1684، تم الحصول على بيانات كافية لإظهار أن الخرائط السابقة لفرنسا كانت تعاني من خطأ كبير في خطوط الطول، حيث أظهرت ساحل المحيط الأطلسي بعيدًا جدًا إلى الغرب. في الواقع، تبين أن مساحة فرنسا أصغر بكثير مما كان يُعتقد سابقاً. ^{[ 67 ] [ 68 ]} ( علق لويس الرابع عشر قائلاً إنهم استولوا على أراضٍ من فرنسا أكثر مما كسبه هو في جميع حروبه).

تأسس المرصد الملكي في غرينتش شرق لندن عام 1675، بعد سنوات قليلة من مرصد باريس، خصيصًا لمعالجة مشكلة خطوط الطول. [ 69 ^{] وكُلِّف جون} فلامستيد ، أول فلكي ملكي، بـ"بذل أقصى درجات العناية والاجتهاد في تصحيح جداول حركات الأجرام السماوية ومواقع النجوم الثابتة، وذلك لتحديد خطوط الطول المنشودة للمواقع من أجل إتقان فن الملاحة". ^{[ 70 ] : 268 [ 29 ]} انصبّ العمل الأولي على فهرسة النجوم ومواقعها، وأنشأ فلامستيد فهرسًا يضم 3310 نجمًا، شكّل أساسًا للأعمال اللاحقة. ^{[ 70 ] : 277}

على الرغم من أهمية فهرس فلامستيد، إلا أنه لم يُقدّم حلاً بحد ذاته. في عام 1714، أصدر البرلمان البريطاني " قانونًا يُقدّم مكافأة عامة للشخص أو الأشخاص الذين يكتشفون خط الطول في البحر " ( 13 Ann. c. 14)، وشكّل مجلسًا لإدارة المكافأة. وتفاوتت قيمة المكافأة بحسب دقة الطريقة المُستخدمة: من 10,000 جنيه إسترليني (ما يُعادل 1,689,000 جنيه إسترليني في عام 2025) ^{[ 71 ]} للدقة في حدود درجة واحدة من خط الطول ( 60 ميلًا بحريًا (110 كم) عند خط الاستواء)، إلى 20,000 جنيه إسترليني (ما يُعادل 3,377,000 جنيه إسترليني في عام 2025) ^{[ 71 ]} للدقة في حدود نصف درجة. ^{[ 64 ] : 9} 

أسفرت هذه الجائزة لاحقًا عن حلين عمليين. تمثل الحل الأول في حساب المسافات القمرية، الأمر الذي تطلب رصدًا دقيقًا وجداول دقيقة وحسابات مطولة. وقد أعدّ توبياس ماير جداول بناءً على رصده الخاص للقمر، وقدّمها إلى المجلس عام ١٧٥٥. ووجد أن هذه الرصدات تُعطي الدقة المطلوبة، على الرغم من أن الحسابات المطولة (التي تصل إلى أربع ساعات) شكّلت عائقًا أمام استخدامها الروتيني. وحصلت أرملة ماير لاحقًا على جائزة من المجلس. ^{[ ٧٢ ]} بدأ نيفيل ماسكيلين ، الفلكي الملكي المُعيّن حديثًا والعضو في مجلس خطوط الطول، باستخدام جداول ماير، وبعد تجاربه الخاصة في البحر لتجربة طريقة حساب المسافات القمرية، اقترح نشر تنبؤات سنوية مُسبقة الحساب للمسافات القمرية في تقويم بحري رسمي لغرض تحديد خطوط الطول في البحر. انطلاقًا من حماسهم الشديد لطريقة حساب المسافة القمرية، عمل ماسكيلين وفريقه من الحواسيب بجدٍّ طوال عام ١٧٦٦، مُعدّين جداولَ للتقويم البحري والتقويم الفلكي الجديدين. نُشرت هذه الجداول أولًا ببيانات عام ١٧٦٧، وتضمنت جداولَ يومية لمواقع الشمس والقمر والكواكب، وبيانات فلكية أخرى، بالإضافة إلى جداول المسافات القمرية التي تُبيّن بُعد القمر عن الشمس وتسعة نجوم مناسبة للرصد القمري (عشرة نجوم في السنوات الأولى). ^{[ ٧٣ ] [ ٧٤ ] [ ٧٥ ]} أصبح هذا المنشور فيما بعد التقويم القياسي للبحارة في جميع أنحاء العالم. وبما أنه استند إلى بيانات المرصد الملكي، فقد ساهم في اعتماد خط غرينتش كمعيار دولي بعد قرن من الزمان .

كانت الطريقة الثانية استخدام الكرونومتر . وقد تشاؤم كثيرون، بمن فيهم إسحاق نيوتن ، بشأن إمكانية تطوير ساعة بالدقة المطلوبة. تدور الأرض درجة واحدة من خط الطول في أربع دقائق، ^{[ 76 ]} لذا فإن أقصى خطأ مقبول في ضبط الوقت هو بضع ثوانٍ في اليوم. في ذلك الوقت، لم تكن هناك ساعات تقترب من هذه الدقة في ظل ظروف السفينة المتحركة. أمضى جون هاريسون ، وهو نجار وصانع ساعات من يوركشاير، أكثر من ثلاثة عقود في إثبات إمكانية ذلك. ^{[ 64 ] : 14-27}

صنع هاريسون خمس ساعات كرونومتر، اختُبرت اثنتان منها في البحر. أُرسلت ساعته الأولى، H-1، في اختبار تمهيدي من قِبل الأميرالية ، في رحلة إلى لشبونة والعودة. تأخرت الساعة بشكل ملحوظ في رحلة الذهاب، لكنها أدت أداءً ممتازًا في رحلة العودة، التي لم تكن جزءًا من الاختبار الرسمي. منعه شغفه بالكمال من إرسالها في رحلة الاختبار الرسمية لمجلس خطوط الطول إلى جزر الهند الغربية (على أي حال، اعتُبرت كبيرة جدًا وغير عملية للاستخدام العملي). بدلًا من ذلك، شرع في بناء H-2 ، ثم تبعها مباشرةً H-3. أثناء بناء H-3 ، أدرك هاريسون أن تأخر H-1 في رحلة لشبونة كان بسبب تأخر آلية الساعة كلما انعطفت السفينة في القناة الإنجليزية. مستلهمًا من هذا الإدراك، أنتج هاريسون H-4 بآلية مختلفة تمامًا. استوفت التجربة البحرية للغواصة H-4 عام 1762 جميع متطلبات جائزة خط الطول. ومع ذلك، حجبت اللجنة الجائزة، واضطر هاريسون إلى النضال من أجل الحصول على مكافأته، وتلقى الدفعة أخيرًا عام 1773 بعد تدخل البرلمان. ^{[ 64 ] : 26}

أبدى الفرنسيون اهتمامًا بالغًا بمسألة خطوط الطول، وقامت الأكاديمية الفرنسية بدراسة المقترحات وعرضت جوائز مالية، لا سيما بعد عام 1748. ^{[ 77 ] : 160} في البداية، هيمن عالم الفلك بيير بوجيه على عملية التقييم ، إذ كان معارضًا لفكرة الكرونومترات، ولكن بعد وفاته عام 1758، تم النظر في كل من المنهجين الفلكي والميكانيكي. وبرز صانعا الساعات فرديناند بيرثود وبيير لو روا . وأُجريت أربع تجارب بحرية بين عامي 1767 و1772، لتقييم المسافات القمرية بالإضافة إلى مجموعة متنوعة من أجهزة ضبط الوقت. وتحسنت نتائج كلا المنهجين باطراد مع تقدم التجارب، واعتُبرت كلتا الطريقتين مناسبتين للاستخدام في الملاحة. ^{[ 77 ] : 163-174}

على الرغم من أن كلاً من الساعات الفلكية والمسافات القمرية أثبتت جدواها كطرق عملية لتحديد خطوط الطول، إلا أن استخدامها على نطاق واسع استغرق بعض الوقت. ففي السنوات الأولى، كانت الساعات الفلكية باهظة الثمن، وكانت الحسابات اللازمة للمسافات القمرية معقدة وتستغرق وقتًا طويلاً، على الرغم من جهود ماسكلين لتبسيطها. وقد استُخدمت الطريقتان في البداية بشكل رئيسي في الرحلات العلمية والمسحية المتخصصة. وبناءً على سجلات السفن والكتيبات الملاحية، بدأ الملاحون العاديون باستخدام المسافات القمرية في ثمانينيات القرن الثامن عشر، وأصبحت شائعة الاستخدام بعد عام ١٧٩٠. ^{[ ٧٨ ]}

في عام 1714، انتقد همفري ديتون وويليام ويستون كلاً من الأساليب الفلكية واستخدام الساعات. وكتبا: ^{[ 79 ]}

تتأثر الساعات بشدة بالحرارة والبرودة والرطوبة والجفاف؛ ونوابضها الصغيرة وعجلاتها ومحاورها عاجزة عن تحقيق الدقة المطلوبة هنا، حتى أننا نعتقد أن جميع الحكماء قد فقدوا الأمل فيها في هذا الشأن. أما الساعات التي تعمل ببندولات طويلة، فهي أكثر دقة؛ ولكن اختلاف الجاذبية في خطوط العرض المختلفة، وتمدد قضيب البندول بفعل الحرارة وتقصيره بفعل البرودة، بالإضافة إلى اختلاف رطوبة الهواء، وتقلبات السفينة، كلها عوامل مجتمعة تجعلها غير واعدة، حتى أننا نعتقد أن الحكماء قد فقدوا الأمل تقريبًا في النجاح بهذه الطريقة أيضًا.

بينما كانت الساعات الأرضية قادرة على تحمل ظروف السفينة في البحر، إلا أنها كانت عرضة للتأثر بظروف الاستكشاف والمسح البري القاسية، كما هو الحال في شمال غرب الولايات المتحدة، ولذا كانت المسافات القمرية هي الطريقة الرئيسية التي استخدمها المساحون مثل ديفيد طومسون . ^{[ 80 ]} بين يناير ومايو 1793، أجرى 34 قياسًا في منزل كمبرلاند، ساسكاتشوان ، وحصل على متوسط ​​قيمة 102° 12' غربًا، أي حوالي 2 دقيقة قوسية (2.2  كم) شرق القيمة الحالية. ^{[ 81 ]} كان كل قياس من القياسات الـ 34 سيتطلب حوالي 3 ساعات من الحساب. أصبحت حسابات المسافة القمرية هذه أبسط بكثير في عام 1805، مع نشر جداول تستخدم صيغة هافرسين بواسطة جوزيف دي ميندوزا إي ريوس . ^{[ 82 ]}

كانت ميزة استخدام الكرونومترات أنه على الرغم من استمرار الحاجة إلى الرصد الفلكي لتحديد التوقيت المحلي، إلا أن هذه الرصدات كانت أبسط وأقل تطلبًا للدقة. وبمجرد تحديد التوقيت المحلي، وإجراء أي تصحيحات ضرورية على توقيت الكرونومتر، يصبح حساب خط الطول أمرًا مباشرًا. وقد نشر ويليام ويلز دليلًا معاصرًا لهذه الطريقة عام ١٧٩٤. ^{[ ٨٣ ]} ومع بدء إنتاج الكرونومترات بكميات كبيرة، تضاءلت مشكلة التكلفة تدريجيًا. لم تكن الكرونومترات المستخدمة من صنع هاريسون، فقد قام صانعون آخرون، مثل توماس إيرنشو الذي طور آلية ميزان الساعة الزنبركي، ^{[ ٨٤ ]} بتبسيط تصميم الكرونومترات وإنتاجها. وبين عامي ١٨٠٠ و١٨٥٠، ومع ازدياد انخفاض تكلفة الكرونومترات وتحسن موثوقيتها، حلت تدريجيًا محل طريقة قياس المسافة القمرية.

كان من الضروري فحص وإعادة ضبط الساعات الفلكية على فترات منتظمة. لم تكن هذه مشكلة في الرحلات القصيرة بين مواقع ذات خطوط طول معروفة. أما في الرحلات الأطول، وخاصة رحلات المسح والاستكشاف، فقد ظلت الأساليب الفلكية ذات أهمية بالغة. ومن الأمثلة على كيفية تكامل الساعات الفلكية مع القياسات القمرية في أعمال المسح، رحلة ماثيو فليندرز حول أستراليا في الفترة 1801-1803. بدأ فليندرز مسحه للساحل الجنوبي من خليج الملك جورج ، وهو موقع معروف من مسح سابق لجورج فانكوفر . وواصل سيره على طول الساحل الجنوبي، مستخدمًا الساعات الفلكية لتحديد خطوط طول المعالم على طول الطريق. وعند وصوله إلى الخليج الذي أطلق عليه اسم ميناء لينكولن ، أنشأ مرصدًا ساحليًا، وحدد خط الطول من ثلاثين مجموعة من المسافات القمرية. ثم حدد خطأ الساعة الفلكية، وأعاد حساب جميع خطوط الطول للمواقع الواقعة بين هذه المواقع. ^{[ 85 ]}

كانت السفن تحمل في الغالب أكثر من ساعة توقيت. توفر ساعتان توقيت احتياطيًا مزدوجًا ، مما يسمح بوجود ساعة احتياطية في حال تعطل إحداهما، ولكنه لا يسمح بتصحيح الأخطاء إذا عرضت الساعتان توقيتًا مختلفًا، إذ يستحيل تحديد أيّهما خاطئ: فمستوى اكتشاف الأخطاء سيكون مماثلاً لوجود ساعة توقيت واحدة فقط وفحصها دوريًا: كل يوم عند الظهر مقابل التقدير الملاحي . أما ثلاث ساعات توقيت، فتُوفر احتياطيًا ثلاثيًا ، مما يسمح بتصحيح الأخطاء إذا كانت إحداها خاطئة، وبالتالي يأخذ الربان متوسط ​​القراءتين الأقرب (متوسط ​​الدقة). وقد ألهم هذا المثل القائل: "لا تبحر أبدًا بساعتي توقيت؛ خذ واحدة أو ثلاثًا." ^{[ 86 ]} حملت بعض السفن أكثر من ثلاث ساعات توقيت - على سبيل المثال، حملت سفينة إتش إم إس بيغل 22 ساعة توقيت . ^{[ 87 ]}

بحلول عام 1850، تخلت الغالبية العظمى من الملاحين البحريين حول العالم عن طريقة حساب المسافات القمرية. ومع ذلك، استمر الملاحون الخبراء في تعلم المسافات القمرية حتى عام 1905، على الرغم من أن ذلك كان بالنسبة لمعظمهم مجرد تمرين نظري مطلوب للحصول على بعض التراخيص. وقد أشار ليتلهايلز في عام 1909 إلى ما يلي: "تم حذف جداول المسافات القمرية من كتاب " معرفة الأزمنة" لعام 1905، بعد أن احتفظت بمكانها في التقويم الفلكي الفرنسي الرسمي لمدة 131 عامًا؛ ومن التقويم البحري البريطاني لعام 1907، بعد أن كانت تُعرض سنويًا منذ عام 1767، عندما نُشرت جداول ماسكلين." ^{[ 88 ]}

استمر استخدام مزيج من أساليب التثليث والأساليب الفلكية في المسح البري، وأُضيف إليها استخدام الساعات الأرضية (الكرونومترات) بمجرد توفرها بسهولة. وقد أشار سيميون بوردن إلى استخدام مبكر للساعات الأرضية في المسح البري خلال مسحه لولاية ماساتشوستس عام 1846. فبعد أن تحقق من قيمة خط طول مبنى الولاية في بوسطن التي حددها ناثانيال بوديتش ، حدد خط طول الكنيسة التجمعية الأولى في بيتسفيلد ، ناقلاً 38 ساعة أرضية في 13 رحلة استكشافية بين الموقعين. ^{[ 89 ]} كما نُقلت الساعات الأرضية لمسافات أطول بكثير. فعلى سبيل المثال، نظمت هيئة المسح الساحلي الأمريكية رحلات استكشافية عامي 1849 و1855، شُحن خلالها ما يزيد عن 200 ساعة أرضية بين ليفربول وبوسطن ، ليس لأغراض الملاحة، بل للحصول على تحديد أكثر دقة لخط طول المرصد في كامبريدج، ماساتشوستس ، وبالتالي ربط المسح الأمريكي بخط غرينتش. ^{[ 90 ] : 5}

أُنشئت أولى خطوط التلغراف العاملة في بريطانيا على يد ويتستون وكوك عام 1839 ، وفي الولايات المتحدة على يد مورس عام 1844. وقد اقترح فرانسوا أراغو على مورس عام 1837 فكرة استخدام التلغراف لنقل إشارة زمنية لتحديد خط الطول، ^{[ 91 ]} وأجرى الكابتن ويلكس من البحرية الأمريكية أول اختبار لهذه الفكرة عام 1844، عبر خط مورس بين واشنطن وبالتيمور. تمت مزامنة ساعتي كرونومتر، ونُقلتا إلى مكتبي التلغراف للتأكد من دقة نقل الوقت. ^{[ 92 ]}

سرعان ما أصبح هذا الأسلوب عمليًا لتحديد خطوط الطول، لا سيما من قِبل هيئة المسح الساحلي الأمريكية، وعلى مسافات متزايدة مع انتشار شبكة التلغراف في جميع أنحاء أمريكا الشمالية. وقد تم التغلب على العديد من التحديات التقنية. في البداية، كان المشغلون يرسلون الإشارات يدويًا ويستمعون إلى نقرات على الخط ويقارنونها بدقات الساعة، لتقدير أجزاء من الثانية. وفي عام 1849، تم إدخال ساعات ذات دارة قاطعة ومسجلات قلمية لأتمتة هذه العملية، مما أدى إلى تحسينات كبيرة في كل من الدقة والإنتاجية. ^{[ 94 ] : 318-330 [ 95 ] : 98-107} ومع إنشاء مرصد في كيبيك عام 1850 تحت إدارة إدوارد ديفيد آش، تم إنشاء شبكة لتحديد خطوط الطول التلغرافية لشرق كندا، وربطها بشبكتي هارفارد وشيكاغو. ^{[ 96 ] [ 97 ]}

يعود الفضل في التوسع الكبير لشبكة خطوط الطول التلغرافية إلى الإنجاز الناجح لكابل التلغراف العابر للمحيط الأطلسي بين جنوب غرب أيرلندا ونوفا سكوتيا عام 1866. ^{[ 90 ]} وفي عام 1870، اكتمل كابل من بريست في فرنسا إلى دوكسبوري في ماساتشوستس، مما أتاح فرصة التحقق من النتائج عبر مسار مختلف. وخلال هذه الفترة، شهدت الأجزاء البرية من الشبكة تحسينات، بما في ذلك الاستغناء عن أجهزة إعادة الإرسال. وأظهرت مقارنات الفرق بين غرينتش وكامبريدج في ماساتشوستس اختلافات في القياسات بلغت 0.01 ثانية، مع هامش خطأ محتمل قدره ±0.04 ثانية، أي ما يعادل 45 قدمًا. ^{[ 95 ] : 175} وفي عام 1897، قدم تشارلز شوت، ملخصًا للشبكة، جدولًا بالمواقع الرئيسية في جميع أنحاء الولايات المتحدة التي تم تحديد مواقعها بواسطة التلغراف، مع التواريخ والاقترانات، وهامش الخطأ المحتمل. ^{[ 93 ] [ 98 ]} تم توسيع الشبكة لتشمل شمال غرب الولايات المتحدة الأمريكية مع وصلات تلغرافية إلى ألاسكا وغرب كندا. استُخدمت الوصلات التلغرافية بين داوسون سيتي ، يوكون، فورت إيغبرت ، ألاسكا، وسياتل وفانكوفر لتحديد موقع خط الطول 141 مرتين عند تقاطعه مع نهر يوكون، وبالتالي توفير نقطة انطلاق لمسح الحدود بين الولايات المتحدة وكندا شمالًا وجنوبًا خلال الفترة 1906-1908. ^{[ 99 ] [ 100 ]} وقدّم ويليام بوي وصفًا تفصيليًا للطريقة التلغرافية التي استخدمتها هيئة المسح الساحلي والجيوديسي الأمريكية . ^{[ 101 ]}

وسّعت البحرية الأمريكية شبكة المراقبة لتشمل جزر الهند الغربية وأمريكا الوسطى والجنوبية في أربع رحلات استكشافية بين عامي 1874 و1890. ربطت إحدى سلاسل الملاحظات كي ويست ، فلوريدا ، بجزر الهند الغربية ومدينة بنما . ^{[ 103 ]} وغطت سلسلة ثانية مواقع في البرازيل والأرجنتين ، وربطت أيضًا غرينتش عبر لشبونة . ^{[ 104 ]} وامتدت السلسلة الثالثة من غالفستون، تكساس ، عبر المكسيك وأمريكا الوسطى، بما في ذلك بنما، وصولًا إلى بيرو وتشيلي، وارتبطت بالأرجنتين عبر قرطبة . ^{[ 102 ]} وأضافت السلسلة الرابعة مواقع في المكسيك وأمريكا الوسطى وجزر الهند الغربية ، ووسّعت نطاقها إلى كوراساو وفنزويلا . ^{[ 105 ]}

شرق غرينتش، أُجريت قياسات خطوط الطول عبر التلغراف لمواقع في مصر، بما في ذلك السويس، كجزء من رصد عبور كوكب الزهرة عام 1874 بإشراف السير جورج إيري ، الفلكي الملكي البريطاني . ^{[ 107 ] [ 108 ]} استخدمت عدة بعثات رصد العبور موريشيوس، بما في ذلك بعثة بريطانية خاصة نظمها اللورد ليندسي وديفيد جيل . لم تكن موريشيوس متصلة بشبكة التلغراف، لذا استُخدمت أجهزة قياس الزمن بالتوازي مع القياسات التلغرافية. نقل جيل 50 جهاز قياس زمن من غرينتش إلى موريشيوس، مرورًا بالسويس وعدن، حيث تم ربطها بمواقع التلغراف. كما قام جيل وزملاؤه من فرق أخرى بربطها ببومباي ، ومن السويس والإسكندرية إلى برلين، لتوفير مسارات متعددة. ^{[ 109 ]}

رُبطت الملاحظات التلغرافية التي أُجريت كجزء من المسح المثلثي الكبير للهند، بما في ذلك مدراس ، بعدن والسويس عام 1877. ^{[ 110 ] [ 108 ]} وفي عام 1875، حُدد خط طول فلاديفوستوك في شرق سيبيريا عن طريق الاتصال التلغرافي مع سانت بطرسبرغ . استخدمت البحرية الأمريكية السويس ومدراس وفلاديفوستوك كنقاط مرجعية لسلسلة من التحديدات التي أُجريت في الفترة 1881-1882، والتي ^امتدت عبر اليابان والصين والفلبين وسنغافورة . [ ^{111 ]}

امتدت شبكة التلغراف حول العالم عام 1902 بربط أستراليا ونيوزيلندا بكندا عبر الخط الأحمر . وقد أتاح ذلك تحديد خطوط الطول من الشرق والغرب بدقة متناهية، حيث توافقت النتائج في حدود ثانية قوسية واحدة (1/15 من الثانية). ^{[ 112 ]}

كانت شبكة خطوط الطول التلغرافية أقل أهمية في أوروبا الغربية، التي كانت قد خضعت بالفعل لمسح تفصيلي باستخدام التثليث والملاحظات الفلكية. ولكن تم استخدام "الطريقة الأمريكية" في أوروبا، على سبيل المثال في سلسلة من القياسات لتحديد فرق خط الطول بين مرصدي غرينتش وباريس بدقة أكبر من تلك المتاحة سابقًا. ^{[ 113 ]}

حصل ماركوني على براءة اختراع التلغراف اللاسلكي عام 1897. ^{[ 114 ]} وسرعان ما اتضحت إمكانية استخدام إشارات التوقيت اللاسلكية لتحديد خطوط الطول. ^{[ 115 ]}

استُخدمت التلغراف اللاسلكي لتوسيع وتحسين شبكة خطوط الطول التلغرافية، مما أتاح دقة أكبر، والوصول إلى مواقع لم تكن متصلة بشبكة التلغراف السلكية. ومن أوائل هذه التحديدات تحديد خط الطول بين بوتسدام وبروكن في ألمانيا، بمسافة تقارب 160 كيلومترًا (100 ميل ) ، في عام 1906. ^{[ 116 ]} وفي عام 1911، حدد الفرنسيون فرق خط الطول بين باريس وبنزرت في تونس، بمسافة 1480 كيلومترًا (920 ميلًا) ، وفي عامي 1913-1914، تم تحديد خط الطول عبر المحيط الأطلسي بين باريس وواشنطن . ^{[ 117 ]}  

بدأت أولى إشارات التوقيت اللاسلكية لاستخدام السفن في البحر عام 1907 من هاليفاكس، نوفا سكوتيا . ^{[ 118 ]} وبدأ بث إشارات التوقيت من برج إيفل في باريس عام 1910. ^{[ 119 ]} وقد مكّنت هذه الإشارات الملاحين من فحص ساعاتهم البحرية وضبطها بشكل دوري. ^{[ 120 ] [ 121 ]} وفي مؤتمر دولي عام 1912، خُصصت أوقات لمحطات لاسلكية مختلفة حول العالم لبث إشاراتها، مما أتاح تغطية شبه عالمية دون تداخل بين المحطات. ^{[ 119 ]} كما استخدم المراقبون الأرضيون إشارات التوقيت اللاسلكية في الميدان، ولا سيما المساحون والمستكشفون. ^{[ 122 ]}

انتشر استخدام أنظمة الملاحة الراديوية على نطاق واسع بعد الحرب العالمية الثانية . وقد طُوّرت عدة أنظمة، منها نظام ديكا للملاحة ، ونظام لوران-سي التابع لخفر السواحل الأمريكي ، ونظام أوميغا الدولي ، ونظاما ألفا وشايكا السوفيتيان . اعتمدت جميع هذه الأنظمة على إشارات من منارات ملاحية ثابتة، حيث كان جهاز استقبال على متن السفينة يحسب موقعها بناءً على هذه الإشارات. ^{[ 123 ]} كانت هذه الأنظمة الأولى التي أتاحت الملاحة الدقيقة في حال تعذر إجراء الرصد الفلكي بسبب ضعف الرؤية، وأصبحت الطريقة المعتمدة للشحن التجاري حتى ظهور أنظمة الملاحة عبر الأقمار الصناعية في أوائل التسعينيات.

في عام 1908، تنبأ نيكولا تيسلا بما يلي:

في أشد الضباب كثافة أو ظلام الليل، وبدون بوصلة أو أدوات توجيه أخرى، أو ساعة، سيكون من الممكن توجيه السفينة على طول أقصر مسار أو المسار المستقيم ، وقراءة خط العرض وخط الطول والساعة والمسافة من أي نقطة والسرعة الحقيقية واتجاه الحركة على الفور. ^{[ 124 ]}

تحققت توقعاته جزئياً باستخدام أنظمة الملاحة اللاسلكية، وبشكل كامل باستخدام أنظمة تحديد المواقع الجغرافية الحاسوبية القائمة على منارات الأقمار الصناعية لنظام تحديد المواقع العالمي (GPS) .

• مكتب خطوط الطول
• تاريخ علم المساحة
• تاريخ خطوط العرض
• تاريخ خطوط الطول الرئيسية

• مجموعة مجلس خطوط الطول، مكتبة كامبريدج الرقمية
• مجتمع ناف ليست: مُكرّس لتاريخ وحفظ وممارسة تقنيات الملاحة التقليدية
• موقع PBS Nova الإلكتروني: ضائعون في البحر، البحث عن خط الطول