Sejarah garis bujur
Pengetahuan tentang garis bujur sebelum ditemukannya teleskop

Eratosthenes pada abad ke-3 SM pertama kali mengusulkan sistem lintang dan bujur untuk peta dunia. Meridian utamanya (garis bujur) melewati Iskandariah dan Rhodes, sementara paralelnya (garis lintang) tidak diberi jarak secara teratur, tetapi melewati lokasi yang diketahui, sering kali dengan mengorbankan garis lurus. Pada abad ke-2 SM Hipparchus menggunakan sistem koordinat sistematis, berdasarkan pembagian lingkaran menjadi 360°, untuk menentukan tempat secara unik di Bumi.:31 Jadi, bujur dapat dinyatakan sebagai derajat timur atau barat meridian utama, seperti yang kita lakukan hari ini (meskipun meridian utama berbeda). Ia juga mengusulkan metode penentuan garis bujur dengan membandingkan waktu lokal gerhana bulan di dua tempat yang berbeda, untuk mendapatkan perbedaan garis bujur di antara keduanya. Metode ini tidak terlalu akurat, mengingat keterbatasan jam yang tersedia, dan jarang dilakukan – mungkin hanya sekali, menggunakan gerhana Arbela tahun 330 SM. Tetapi metodenya bagus, dan ini adalah pengakuan pertama bahwa garis bujur dapat ditentukan dengan pengetahuan waktu yang akurat.
Klaudius Ptolemaeus, pada abad ke-2 M, mendasarkan sistem pemetaannya pada perkiraan jarak dan arah yang dilaporkan oleh para pelancong.:543:90 Sampai saat itu, semua peta menggunakan kotak persegi panjang dengan garis lintang dan garis bujur sebagai garis lurus yang berpotongan tegak lurus. Untuk wilayah yang luas, ini mengarah pada distorsi yang tidak dapat diterima, dan untuk peta dunia yang dihuninya, Ptolemaeus menggunakan proyeksi (untuk menggunakan istilah modern) dengan paralel melengkung yang mengurangi distorsi. Tidak ada peta (atau manuskrip karyanya) yang lebih tua dari abad ke-13, tetapi dalam risalahnya yang berjudul Geografi, ia memberikan instruksi terperinci dan koordinat lintang dan bujur untuk ratusan lokasi yang cukup untuk membuat ulang peta. Sementara sistem Ptolemaeus cukup beralasan, data aktual yang digunakan memiliki kualitas yang sangat bervariasi, yang menyebabkan banyak ketidakakuratan dan distorsi. Terlepas dari kesulitan dalam memperkirakan jarak dan arah bujursangkar, yang paling penting dari ini adalah perkiraan berlebihan yang sistematis dari perbedaan garis bujur. Jadi dari tabel Ptolemaeus, perbedaan Bujur antara Gibraltar dan Sidon adalah 59° 40', dibandingkan dengan nilai modern 40° 23', sekitar 48% terlalu tinggi. Luccio (2013) telah menganalisis perbedaan ini, dan menyimpulkan bahwa banyak kesalahan muncul dari penggunaan Ptolemaeus dari perkiraan ukuran bumi yang jauh lebih kecil daripada yang diberikan oleh Eratosthenes – 500 stadia ke derajat daripada 700 (meskipun Eratosthenes tidak akan telah menggunakan derajat). Mengingat kesulitan ukuran astronomis bujur di zaman klasik, sebagian besar jika tidak semua nilai Ptolemaeus akan diperoleh dari ukuran jarak dan dikonversi ke bujur menggunakan nilai 500. Hasil Eratosthenes lebih mendekati nilai sebenarnya daripada Ptolemaeus.
Astronom Hindu kuno mengetahui metode penentuan garis bujur dari gerhana bulan, dengan asumsi bumi bulat. Metode ini dijelaskan dalam Sûrya Siddhânta, sebuah risalah bahasa Sanskerta tentang astronomi India yang diperkirakan berasal dari akhir abad ke-4 atau awal abad ke-5 M. Garis bujur mengacu pada meridian utama yang melewati Avantī, Ujjain modern. Posisi relatif terhadap meridian ini dinyatakan dalam perbedaan panjang atau waktu, tetapi tidak dalam derajat, yang tidak digunakan di India saat ini. Tidak jelas apakah metode ini benar-benar digunakan dalam praktik.
Cendekiawan Islam mengetahui karya Ptolemaeus setidaknya dari abad ke-9 M ketika terjemahan pertama Geografi ke dalam bahasa Arab dibuat. Terjemahan tersebut dijunjung tinggi, meskipun kesalahannya diketahui. Salah satu perkembangannya adalah pembuatan tabel lokasi geografis, dengan garis lintang dan garis bujur, yang ditambahkan ke materi yang disediakan oleh Ptolemaeus, dan dalam beberapa kasus memperbaikinya. Dalam kebanyakan kasus, metode yang digunakan untuk menentukan garis bujur tidak diberikan, tetapi ada beberapa akun yang memberikan rinciannya. Pengamatan simultan dari dua gerhana bulan di dua lokasi dicatat oleh al-Battāni pada tahun 901, membandingkan Antakya dengan Raqqa. Hal ini memungkinkan perbedaan garis bujur antara kedua kota ditentukan dengan kesalahan kurang dari 1°. Ini dianggap sebagai yang terbaik yang dapat dicapai dengan metode yang tersedia saat itu – pengamatan gerhana dengan mata telanjang, dan penentuan waktu setempat menggunakan astrolab untuk mengukur ketinggian yang sesuai bagi "jam bintang". Al-Bīrūnī, pada awal abad ke-11, juga menggunakan data gerhana tetapi mengembangkan metode alternatif yang melibatkan bentuk awal triangulasi. Untuk dua lokasi yang berbeda garis bujur dan garis lintangnya, jika garis lintang dan jarak antara keduanya diketahui, serta ukuran bumi, dimungkinkan untuk menghitung perbedaan garis bujur. Dengan metode ini, al-Bīrūnī memperkirakan perbedaan garis bujur antara Baghdad dan Ghazni menggunakan perkiraan jarak dari para pelancong melalui dua rute yang berbeda (dan dengan penyesuaian yang agak sewenang-wenang untuk kemiringan jalan). Hasil untuk perbedaan garis bujur antara kedua kota berbeda sekitar 1° dari nilai modern. Mercier (1992) mencatat bahwa ini adalah peningkatan substansial atas Ptolomaeus dan bahwa peningkatan lebih lanjut yang sebanding dalam akurasi tidak akan terjadi sampai abad ke-17 di Eropa.
Sementara pengetahuan Ptolemaeus (dan lebih umum tentang sains dan filsafat Yunani) tumbuh di dunia Islam, itu menurun di Eropa. Ringkasan John Kirtland Wright (1925) suram: "Kita mungkin melewati geografi matematika periode Kristen [di Eropa] sebelum 1100; tidak ada penemuan yang dibuat, juga tidak ada upaya untuk menerapkan hasil penemuan yang lebih tua. ... Ptolemaeus dilupakan dan kerja keras orang-orang Arab di bidang ini masih belum diketahui".:65 Tidak semua hilang atau terlupakan; Bede dalam De naturum rerum-nya menegaskan kebulatan bumi. Tetapi argumennya adalah argumen Aristoteles, diambil dari Plinius. Bede tidak menambahkan apa pun yang asli. Ada lebih banyak catatan di periode abad pertengahan kemudian. Wright (1923) mengutip deskripsi Walcher dari Malvern tentang gerhana bulan di Italia (19 Oktober 1094), yang terjadi sesaat sebelum fajar. Sekembalinya ke Inggris, ia membandingkan catatan dengan biarawan lain untuk menetapkan waktu pengamatan mereka, yaitu sebelum tengah malam. Perbandingannya terlalu biasa untuk memungkinkan pengukuran perbedaan garis bujur, tetapi catatan tersebut menunjukkan bahwa prinsipnya masih dipahami.:81 Pada abad ke-12, tabel astronomi disiapkan untuk sejumlah kota di Eropa, berdasarkan karya al-Zarqālī di Toledo. Ini harus disesuaikan dengan meridian masing-masing kota, dan tercatat bahwa gerhana bulan 12 September 1178, digunakan untuk menetapkan perbedaan garis bujur antara Toledo, Marseilles, dan Hereford. Tabel Hereford juga menambahkan daftar lebih dari 70 lokasi, banyak di dunia Islam, dengan garis bujur dan garis lintangnya. Ini mewakili peningkatan besar pada tabulasi Ptolemaeus yang serupa. Misalnya, garis bujur Ceuta dan Tirus dinyatakan sebagai 8° dan 57° (timur meridian Kepulauan Canaria), perbedaan 49°, dibandingkan dengan nilai modern 40,5°, perkiraan yang terlalu tinggi kurang dari 20% . Secara umum, periode abad pertengahan kemudian ditandai dengan peningkatan minat geografi, dan kemauan untuk melakukan pengamatan, dirangsang baik oleh peningkatan perjalanan (termasuk haji dan Perang Salib) dan ketersediaan sumber-sumber Islam dari kontak dengan Spanyol dan Afrika Utara. Pada akhir periode abad pertengahan, karya Ptolemaeus langsung tersedia dengan terjemahan yang dibuat di Florence pada akhir abad ke-14 dan awal abad ke-15.
Abad ke-15 dan ke-16 adalah masa penjelajahan dan penaklukan Portugal dan Spanyol. Secara khusus, kedatangan orang Eropa di Dunia Baru menimbulkan pertanyaan tentang di mana mereka sebenarnya. Kristoforus Kolumbus melakukan dua upaya untuk menggunakan gerhana bulan untuk menemukan garis bujurnya. Yang pertama adalah di Pulau Saona, sekarang di Republik Dominika, selama pelayaran keduanya. Dia menulis: "Pada tahun 1494, ketika saya berada di Pulau Saona, yang berdiri di ujung timur Pulau Española (yaitu Hispaniola), ada gerhana bulan pada tanggal 14 September, dan kami melihat ada perbedaan lebih dari lima jam setengah antara sana [Saona] dan Cape S. Vincente, di Portugal". Dia tidak dapat membandingkan pengamatannya dengan pengamatan di Eropa, dan diasumsikan bahwa dia menggunakan tabel astronomi untuk referensi. Yang kedua berada di pantai utara Jamaika pada 29 Februari 1504 (selama pelayaran keempatnya). Penentuan bujurnya menunjukkan kesalahan besar masing-masing 13 dan 38° BB. Randles (1985) mendokumentasikan pengukuran garis bujur oleh Portugis dan Spanyol antara tahun 1514 dan 1627 baik di Amerika dan Asia. Kesalahan berkisar antara 2-25°.