既知の位置が近くにない場合に地球の表面上の自分の位置を決定する主な方法は、天体観測によるもので 太陽、月、星の観測はすべて航法技術を使用して行うことが可能である。
機器の位置と星への方位が決定されると、方位を地球上の基準点に移動が可能であるが、このポイントはその後の観測のベースとして使用できる。
測量精度の天文学的な位置は観測や計算が難しく、そのため多くの測定が行われ、それがデータベースになる傾向があったりした。
GPSシステムの出現以来、GPSは地球のほとんどの表面で適切な位置を決定できるため、天体観測はまれとなった。
ネットワーク.
詳細は「測地ネットワーク」を参照
最初の測量から導き出される観測位置はほとんどない代わりに、ほとんどの観測ポイントは、以前の測定ポイントと比較して測定がなされる。
調査ポイントは通常、地表に打ち込まれた小さな鋲から、遠くから見ることができる大きな標識まで、さまざまな物体によって地表にマークされている。測量者はこの位置に器具を設置して、近くの物体を測定が可能となる。時には尖塔や無線アンテナなどの高くて特徴的な物体の位置が、角度を測定できる基準点として計算される。
データムと座標系.
多くの測量では地表上の位置を計算するのではなく、オブジェクトの相対位置を測定していた。ただし、多くの場合に対象のアイテムは、境界線や以前の測量時のオブジェクトなどの外部データと比較する必要がある。位置を記述する方法で最も古くからの方法は、緯度と経度によるもの。また多くの場合、高度は海抜高度である。測量の専門職が成長するにつれて、デカルト座標系が作成され、地球の小さな部分の測量の数学が単純化されていった。最も単純な座標系は、地球が平らであり、「データム」（データの特異形式）として知られる任意の点から測定されることを前提としているものである。座標系により、小さな領域でのオブジェクト間の距離と方向を、簡単に計算が可能となる。なお広い領域は、地球の曲率により歪んでいる。より大きな地域では、楕円体またはジオイドを使用して地球の形状をモデル化する必要がある。このため、多くの国では誤差を減らすためにカスタマイズされた座標グリッドを作成している。
ドローンによる測量.