経度の歴史
フランスでも、ピエール・ル・ロワやフェルディナント・ベルトゥーによりクロノメーターの開発が進み、1770年代には実用化できるようになった。また1795年には、英国の経度委員会にならってフランス経度局を設立した。
アーノルドやアーンショウの影響で、クロノメーターは安価で購入できるようになった。ケンドールがK-1を作る時は500ポンドの製作費がかかったが、1780年代には65~80ポンドで手に入るようになった。それでも18世紀中は航海における使用機会があまりなかったが、19世紀に入ると普及していった。1815年時点で使われていたクロノメーターはおよそ5,000個に達し、1隻の船が複数個のクロノメーターを持っていることも珍しくなくなっていった。
一方で月距法による経度測定は、『航海暦』による改良はあったものの、当初は測定技術を習得している人が少なかったため、中々普及しなかった。18世紀末に行われた数々の航海により、実践的に月距法を学ぶ機会があったことで、19世紀からは良く利用されるようになったが、クロノメーターが使われるようになると、月距法は手間がかかり計算間違いも生みやすいという理由でしだいに使われなくなっていった。
クロノメーターで経度を求めるためには、出航前にクロノメーターの時間をしっかりと合わせておく必要がある。そのため19世紀には、報時球(タイムボール、Time ball)と呼ばれる設備が登場した。
報時球は高い塔の上にあげられる球で、毎日決められた時間にその球が落下する。周りにいる船は球が落ちるのを観測することで時計の時刻を合わせる。報時球はグリニッジ天文台に1833年に初めて設置され、その後1840年代までにモーリシャス島、セントヘレナ、喜望峰、マドラス、ムンバイにも置かれた。グリニッジの報時球は現在でも稼働を続けている。
経度を数値で表すには、経度0度の線、すなわち本初子午線を設けなければならない。しかし大航海時代以降に作られた地図の本初子午線は統一されておらず、プトレマイオスのように幸福諸島を基準としていたり、あるいはトルデシリャス条約で定められた線を基準としたり、あるいはカーボヴェルデを基準としたりなど、様々であった。
しかしマスケリンにより1767年から毎年出版された『航海暦』の影響により、これが採用していたグリニッジ子午線が次第に優勢に使われるようになっていった。
1870年代から、経度の基準となる本初子午線を決める動きが模索され始めた。1871年、第1回国際地理学会(IGC)が開かれ、そこで、すべての航海用海図はグリニッジを経度の基準にするよう定めた決議文が採択された。そのため海図はグリニッジ子午線で統一されるようになっていったが、陸上の地図は、まだ各国でばらばらの本初子午線を使用していた。
この陸上の本初子午線を統一するのには、フランスを中心に反対も多かったが、結果的に、1884年に開かれた国際子午線会議で行われた投票の結果、グリニッジを基準とすることが決められた。
19世紀、電信が実用化されると、これを経度測定に利用することが可能になった。そして実際に1844年のアメリカで、電信を使ってワシントンD.C.とボルチモアの経度差を求める試みがなされたが、測定結果は不正確なものに終わり成功しなかった。しかし1846年におこなったワシントンD.C.-フィラデルフィア間の経度差測定は成功した。そしてこの方法は世界中に広まり、確立されていった。
1850年以降は、電信用の海底ケーブルが敷かれるようになった。たとえば1866年、ヨーロッパとアメリカ大陸は大西洋横断電信ケーブルで結ばれたが、このケーブルを敷設していた蒸気船グレート・イースタンは、敷設中に毎日グリニッジからの時報をケーブルを通して受け取っていた。そのため、船は正確な経度を知ることができた。大西洋横断電信ケーブルの開通後は、ケーブルを利用して英国-アメリカ間や、フランス-アメリカ間の経度差が測定されるようになった。
また1871年、海底ケーブルは日本とヨーロッパを結んだ。1874年に起きた金星の日面通過は、地理的に日本が観測に適していたので、欧米の観測隊が多数来日した。その時観測地の経度を求めるのに、このケーブルが使用された。
さらに日本の電信ケーブルは、1892年に日本の経緯度原点を定める時にも使用された。経緯度原点は当時の東京天文台があった場所(現在の東京都港区麻布台)に定めたが、この経度は、東京と、すでに経度の分かっている長崎の2か所で天体観測を行い、その時間差を電信ケーブルを使った通信で確認することで求めている。このように、電信と天体観測で経度を求める方法は「電信法」と呼ばれた。
アメリカの海軍も電信を使った経度の測定に熱心に取り組んだ。1874年から測定を行い、南米やヨーロッパなどで多数の地点の経度を確定させた。
20世紀になって無線通信が実用化されると、船から無線の時報を受信することで経度が求められるようになった。さらに、従来の報時球の代わりに、無線を利用して時間を知らせるようになった。アメリカのアーリントン海軍電信所では1904年から試験運用を始め、1905年から正式に運用が開始された。フランスでは1909年、ドイツでは1910年、日本では1911年からの開始となった。
無線通信の発達は、月距法による経度測定の役割を奪うこととなった。もともとこの時代、海上における経度測定はクロノメーターによる方法が主流で、月距法はそのクロノメーターが正しく動いているかの確認に使われるのみとなっていたが、無線によって時間が分かるようになると、その必要性すらなくなったのである。結果として英国の『航海暦』では、1907年から月の角距離の方法が掲載されなくなった。
アメリカ合衆国は1912年より公式にグリニッジ子午線を本初子午線として採用し、そして北米測地系(North American Datum)を構築していた。しかしアメリカ国防総省による1960年の世界測地系(World Geodetic System)の策定時には、人工衛星信号のドップラー周波数シフトの測定により、北米測地系の本初子午線のずれが次第に分かりつつあった。
実際に1960年前後より開発された最初の全地球的な衛星航法システムであるTRANSITを用いて測定すると、北米測地系は、地心座標系(全地球的測地系)の観点から見ると、グリニッジ子午線から東におよそ100mずれた子午線を本初子午線としていることが明らかになった。これが現在国際的に使用されるIERS基準子午線となった。
地球は完全な球体ではなく南北につぶれた形をしており、しかも細かな凹凸があるため複雑である。そのため現在では経緯度を定義するには、地形ではなく地球の重力ポテンシャルに基づき導出された地球の形に相当するジオイドを考え、それを良く近似し重心の位置も正確な回転楕円体を定義し、その表面上の法線から決定されている。
しかし各国が自分の国の経緯度原点を決めた時代は、そのような地球の正確な形および重心の位置は明らかではなかった。そのため各国は、自国に経緯度原点を定義し、その地点で重力鉛直線偏差をゼロと仮定し適切な回転楕円体を準拠楕円体として採用していた。そのため後に人工衛星信号のドップラー観測値の利用などで正確な全地球的重力ポテンシャルが明らかになり始めると、準拠楕円体の形状と中心のずれが見えてくるようになった。また各国が採用している準拠楕円体は異なるため、国によっても経緯度に差が見られるという弊害もあった。
1980年頃にはかなり正確な全地球的重力ポテンシャルが明らかになり、準拠楕円体GRS80が策定された。
1990年代以降、GRS80に基づく全地球的測地系を採用する国が次第に増えてきた。北米測地系は、1983年の改訂により全地球的測地系の要素を大きく取り入れた。
日本では、それまでベッセル楕円体と呼ばれる準拠楕円体を使っていたが、2002年に全地球的測地系へと移行した。これにより経度の原点は12秒西に移動した。測地系移行に伴い日本全国の三角点の経緯度も改定されたが、その際には、基準を定めて以降に起きた地殻変動や測量精度の向上による変化も考慮に入れた。
現在は、経度や緯度はGPS(グローバル・ポジショニング・システム)を使用することで求められる。経度を求めたい地点で、複数のGPS衛星から放射される電波を受け取り、その到着時間とGPS衛星の位置を元に、正確な位置が分かる。より正確に求めるには、位置を求めたい場所の他に、すでに経緯度が分かっている場所(三角点など)でも電波を受け取り、両地点の相対的な位置を求めることで確定させる。このような技術を使うことで、数cmの誤差で経度を求めることができる。