ג'ון הריסון
שעוני קו האורך

לאחר מכן הציע הריסון לבנות שני דגמים חדשים, כרונומטר מס' 4 וכרונומטר מס' 5. כרונומטר מס' 4 הוא שעתיד להיות גולת הכותרת של השעונים שבנה. כל הדגמים שבנה קודם לכן היו מכשירים כבדים, שצריך היה לתלותם מקורת הסיפון באנייה, וכולם תוכננו לעמוד בטלטולים ובנדנודים של הסערות העזות ביותר. כרונומטר מס' 4 הוא מכשיר כליל יופי על שום שצורתו כשל שעון-כיס גדול.
בניית כרונומטר מס' 4 נמשכה שלוש-עשרה שנים. הריסון, שהיה אז כבר בן 68, שלח אותו ב-1761 לניסוי בהפלגה טרנס-אטלנטית בהשגחת בנו, ויליאם. כאשר הגיעה האנייה לג'מייקה, נמצא ששגיאתו שני מילין בלבד. מששבה האנייה לאנגליה ציפה הריסון לפרס בסך 20,000 לירות; אך ועדת קו האורך סרבה להאמין, כי דיוק הכרונומטר לא היה עניין של מזל בלבד ודרשה לערוך ניסוי נוסף. זעמם של הריסון ובנו גאה והם תבעו בתוקף את הפרס. בסופו של דבר נדון העניין בפרלמנט, אשר הציע להעניק להריסון 5,000 לירות בלבד. הריסון סרב, וכדי ליישב את המחלוקת הציע לערוך הפלגה נוספת, הפעם אל נמל ברידג'טאון, באי ברבדוס שבקבוצת האיים הקאריביים.
תוך כדי השתלשלות אירועים אלה פותחה שיטה אחרת למציאת קו האורך בים, שיטת המרחקים הלונאריים (Lunar Distances), והגיעה לשלב בו הייתה מוכנה לניסוי. הירח נע במהירות מספיק גדולה, כמעט 15 מעלות ביממה, כך שאפשר למדוד בקלות את תנועתו מיום אחד למשנהו. על ידי השוואת הזווית בין הירח והשמש ביום עריכת המדידה בים לבין הזווית שנמדדה ביום היציאה מן הנמל (או כפי שהיה מקובל יותר מעל גריניץ'), ניתן היה לחשב את 'המיקום האמיתי' של הירח. אחר כך חושב קו האורך על ידי השוואה בין 'המיקום האמיתי' עם זווית הירח מעל האופק.
אל הפלגת הניסוי השנייה של כרונומטר מס' 4 נתבקש להצטרף הכומר נוויל מסקליין (Nevil Maskelyne), כדי לבדוק את שיטת המרחקים הלונאריים. כרונומטר מס' 4 הוכיח פעם נוספת את מידת דיוקו המדהימה, כשמדד את מרחקה של האנייה מברידג'טאון בשגיאה של 10 מילין. מדידותיו של מסקליין גם הן היו טובות למדי, כדי שגיאה של 30 מילין, אך השימוש בשיטתו היה כרוך בעמל רב ובחישובים רבים. תוצאות הניסוי של כרונומטר מס' 4 הוצגו בפגישת הוועדה ב-1765, ושוב סירבו חבריה להאמין כי לא היה זה רק עניין של מזל. פעם נוספת הגיע העניין לפרלמנט, אשר הציע להעניק להריסון 10,000 לירות לאלתר, ואת המחצית השנייה של הפרס לאחר שימסור את תוכניותיו לשם בניית העתקים נוספים של הכרונומטר על ידי בוני שעונים אחרים. בינתיים הוחלט להעביר את הכרונומטר לידיו של האסטרונום המלכותי לבדיקה ממושכת ביבשה.
איתרע מזלו של הריסון, ונוויל מסקליין התמנה עם שובו מברבדוס לאסטרונום המלכותי, אשר מתוקף תפקידו עמד גם בראש ועדת קו האורך. מסקליין הגיש דוח שלילי על כרונומטר מס' 4, כשעיקר טענותיו כי 'גודל השגיאה' של השעון, היינו כמה זמן הוא מאחר או מפגר ביממה, נובע למעשה מחוסר דיוק. הוא גם סירב להוספת מקדם שגיאה בעת חישוב קו האורך. על אף שהוכיח עצמו כבר פעמיים הלכה למעשה, לא עמד אפוא כרונומטר מס' 4 בדרישות הוועדה.
הבדיקות נמשכו, כרונומטר מס' 4 נשלח להפלגה סביב העולם (ואפילו לאוקיינוס הארקטי), ותוך כדי כך החל הריסון לבנות את כרונומטר מס' 5. שלוש שנים אחר כך נגדשה סאת מרוריו, הוא חש מנוצל והחליט לבקש את עזרת המלך ג'ורג' השלישי. הוא ביקש וקיבל פגישה עם המלך, אשר נמלא כעס רב לשמע הדברים. המלך ג'ורג' בדק בעצמו בארמונו את כרונומטר מס' 5, ולאחר שפיגר רק ארבע וחצי שניות בעשרה ימים, התפרץ בזעם באומרו: "חי שמיים, הריסון, אני רואה שצדקת!". הוא הורה להריסון לתבוע מן הפרלמנט את מלוא הפרס, לאחר שאיים להופיע אישית בפניו ולנזוף בו. כך, ב-1773, קיבל הריסון את הפרס בסופו של דבר.
ג'יימס קוק השתמש באחד מן ההעתקים של כרונומטר מס' 4 בהפלגותיו, אך משום שמחיר הכרונומטרים היה כה גבוה, הוסיפה שיטת המרחקים הלונאריים להיות בשימוש נרחב למשך מאה השנים הבאות.