這個問題不得不佩服我們古人的智慧了，中國古人最早確定方位是透過北極星定位，《周禮·考工記·匠人》：“晝參諸日中之景，夜考之極星，以正朝夕。” 鄭玄 注：“極星，謂北辰。”《宋史·天文志一》：“極星之在紫垣，為七曜，三垣、二十八宿眾星所拱，是為北極，為天之正中。”古人夜夜觀星，可不是隻玩浪漫，更重要是用它來導航。早在漢晉時期，船員們就注意到一些重要“方位星”位置恆定，可以利用它們在大海中判定方向和位置，這種方法叫“過洋牽星術”。

要用過洋牽星術導航，“牽星板”是其必不可少的測量工具，用於記錄星星離海平面的高度。“牽星板”共有12塊正方形的木板，大小各有差別，最大的一塊長七寸多。每一塊板上都標有刻度，用“指”作單位，最大一塊為“一指”，最小的為“十二指”。這套工具到底要如何使用呢？首先確定要測量的目標星辰。將一根繩子穿在一塊牽星板的中心，並把繩子拉直靠近至嘴唇或眼窩處。牽星板要與海平面保持垂直，並且眼睛要看到板上沿緊貼目標星辰所在位置，下沿與水平線重合。透過牽星板上的刻度便可測出星辰的出水高度是多少“指”。對照古人記載的航海圖所標註的目標星辰高度，確定船目前所在位置。所以，古人的智慧無窮盡啊！

咱們老祖宗有羅盤啊，再往前還有指南針，實在沒東西還有北斗星~牛人根據天干地支五運六氣啥啥的，可以算定一個時間段的氣象變化，此類現在都被“科學”二字給湮滅了，可能民間還藏著高手吧，大約是怕被扣上迷信的帽子，只好默默~吾心向往，希冀光大~

中國古代出航海上，很早就知道觀看天體來辨明方向。西漢時代《淮南子》就說過，如在大海中乘船而不知東方或西方，那觀看北極星便明白了。（《齊俗訓》：“夫乘舟而惑者，不知東西，見斗極則悟矣。”）晉代葛洪的《抱朴子外篇·嘉遯》上也說，如在雲夢（古地名）中迷失了方向，必須靠指南車來引路；在大海中迷失了方向，必須觀看北極星來辨明航向。（“夫群迷乎雲夢者，必須指南以知道；並乎滄海者，必仰辰極以得反。”）東晉法顯從印度搭船回國的時候說，當時在海上見“大海瀰漫，無邊無際，不知東西，只有觀看太陽、月亮和星辰而進。”一直到北宋以前，航海中還是“夜間看星星，白天看太陽”。只是到北宋才加了一條“在陰天看指南針”。

大約到了元明時期，中國天文航海技術有了很大的發展，已能觀測星的高度來定地理緯度。這是中國古代航海天文學的先驅。這種方法當時叫“牽星術”。牽星術的工具叫牽星板。牽星板用優質的烏木製成。一共十二塊正方形木板，最大的一塊每邊長約二十四釐米，以下每塊遞減二釐米，最小的一塊每邊長約二釐米。另有用象牙製成一小方塊，四角缺刻，缺刻四邊的長度分別是上面所舉最小一塊邊長的四分之一、二分之一、四分之三和八分之一。比如用牽星板觀測北極星，左手拿木板一端的中心，手臂伸直，眼看天空，木板的上邊緣是北極星，下邊緣是水平線，這樣就可以測出所在地的北極星距水平的高度。高度高低不同可以用十二塊木板和象牙塊四缺刻替換調整使用。求得北極星高度後，就可以計算出所在地的地理緯度。

元代義大利的馬可波羅由陸路來中國，在中國耽了二十多年後由海路回去。海路航線是經中國南海進入印度洋折而往西。馬可波羅當時是搭乘中國Nautilus駕駛的中國船舶回去的。在馬可波羅遊記中記載了當時中國海船和航海的情況。據遊記記載，海船由馬六甲海峽進入印度洋後，便有北極星高度的記錄，可見那時中國Nautilus已經掌握了牽星術。明代鄭和七次下“西洋”，“往返牽星為記”。可知當時航行在印度洋中的中國Nautilus已經十分熟悉牽星術了。明代牽星，一般都是牽北極星，但在低緯度（北緯六度）下北極星看不見時，改牽華蓋星（北極星是小熊座a星，華蓋星是小 熊座β、γ雙星）。

明代在航海中還定出了方位星進行觀測，以方位星的方位角和地平高度來決定船舶夜間航行的位置。當時叫觀星法，觀星法也屬牽星術範圍之內。明代一些航海書籍記載，遠洋海船上各色人員俱備，其中陰陽官、陰陽生專管觀測天象。明末流傳的小說《三寶太監西洋記通俗演義》中記載，“觀星斗陰陽宮十員”。又說：”每一號船上面有三層天盤，每一層天盤裡面擺著二十四名官軍，日上看風看雲，夜來觀星觀鬥。”雖然這是一部小說，但多少也反映了明代航海中一些實際情況。