Квадрант использовали не только для географических измерений, но и для вычисления угла установки артиллерийских орудий или вместо астролябии, поэтому он имел несколько шкал. Древний квадрант состоял из квадратной дощечки, в одном из углов которой подвешивался отвес, а на противоположные грани наносились значения широты, причем 45 градусам соответствовал угол, противоположный углу крепления отвеса. Более поздние квадранты имели треугольную форму, их изготавливали из меди или латуни. Для вычисления широты надо было навести одну из неградуированных граней дощечки на Полярную звезду и по отвесу отсчитать значение широты. В Южном полушарии квадрант наводили на альфу Южного Креста, расположенную почти над Южным полюсом. Точность измерений была невысока, к тому же квадрант нельзя было использовать днем или в облачную погоду Днем применяли балестилью — прибор, состоящий из длинной направляющей с делениями и свободно перемещающейся по ней деревянной измерительной линейки. Для проведения измерений (определения высоты скал, размеров кораблей) надо было навести направляющую на удаленный объект и установить измерительную линейку так, чтобы ее края совпали с измеряемым объектом. Для измерения угла подъема солнца линейку отодвигали таким образом, чтобы один ее край совпадал с горизонтом, а второй — с центром солнечного диска. Приходилось смотреть на солнце, что было весьма опасно для зрения.
В 1594 году Джон Дэвис создал прибор, сочетавший в себе возможности астролябии, балестильи и квадранта с отвесом. Двойной квадрант Дэвиса состоял из двух градуированных линеек в форме усеченных дут, которые скреплялись друг с другом при помощи древка. Ббльшая дуга имела угловой размер 30 градусов, а меньшая — 60. На свободном конце древка располагался медный горизонт. Для произведения измерений квадрант надо было установить на плечо, держа его за ручки, и встать спиной к солнцу затем выровнять прибор по горизонту, чтобы его было видно в визир, закрепленный на большей дуговой линейке, и передвигать меньшую дуговую линейку до тех пор, пока тень от нижней шкалы не окажется в визире. По одной шкале отсчитывали угол к горизонту по второй — угол подъема солнца. В XVII столетии уже ни один английский мореплаватель не отправлялся в путешествие без этого прибора.
В те времена принималось за аксиому что Земля вращается равномерно; лунные таблицы были неточны, как и данные квадрантов и астролябий; в результате координаты вычисляли с погрешностью до 2,5 градуса — а это около 150 морских миль, то есть почти 250 километров! Впрочем, и такие несовершенные инструменты были лучше, чем ничего. Вспомним трагическую гибель галеона «Пресвятая Дева», заблудившегося среди коралловых рифов: во время стоянки в Гаване один из членов команды тишком продал навигационные приборы, и судно было вынуждено пробираться через океан вслепую.
В 1730 году англичанин Джон Хэдли, усовершенствовав астролябию, создал секстант по принципу двойного отражения объекта в зеркалах, разработанному Исааком Ньютоном. Этот прибор позволял довольно точно измерять как широту так и долготу точки наблюдения. Морской секстант Состоит из двух зеркал — указательного и неподвижного полупрозрачного зеркала горизонта, измерительной линейки с сектором в 60 градусов и зрительной трубы. Трубу направляли на линию горизонта. Свет от звезды или солнца падал на указательное зеркало и отражался в зеркале горизонта. Угол наклона указательного зеркала, отсчитываемый по измерительной линейке, соответствовал высоте светила. Зная точное местное время, по специальному астрономическому справочнику можно было определить широту и долготу места нахождения. Через год Хэдли создал новый прибор — октант, который позволял измерять широту на движущемся судне.
Сложнее всего было с измерением времени: надежный морской хронометр появился только в конце XVIII века, до этого приходилось пользоваться солнечными и песочными часами, так как механические давали большую погрешность.
Песочные часы получили широкое распространение в Европе лишь в конце Средневековья. Внутрь стеклянной колбы насыпали тонкий песок — порошок черного мрамора, просеянный, прокипяченный в вине и высушенный на солнце. Традиционные песочные часы были рассчитаны на интервал в полчаса (именно такие использовались на кораблях) или час, реже — до трех часов. Когда песок полностью пересыпался из верхней колбы в нижнюю, вахтенный переворачивал часы и ударял в колокол — это называлось «бить склянки». Песочные часы никогда не достигали точности солнечных. Более того, при длительном использовании их точность снижалась, поскольку зерна песка постепенно дробились на более мелкие, а отверстие, соединявшее колбы, расширялось от трения и скорость прохождения песка через него увеличивалась.
Скорость судна раньше определяли на глаз — правда, она была небольшой. В 15 51 году один парусник покрыл расстояние в 200 миль между Неаполем и Сицилией за 37 часов. «Столь быстрый ход, который обыкновенному человеку кажется невероятным», автор донесения об этом «рекорде» объяснял влиянием приливов и буйных ветров.
Одним из первых устройств для определения скорости был так называемый «голландский лаг»: с борта корабля бросали в воду какой-нибудь плавающий деревянный предмет (лаг) и замечали промежуток времени, за который этот предмет проходил определенное расстояние между двумя наблюдателями, стоявшими на палубе. С середины XVI века к деревянному лагу стали привязывать линь (трос) и измерять длину лаглиня, сбегавшего с вьюшки за определенный промежуток времени — допустим, пока читают «Отче наш». Для удобства на лине завязывали узлы через каждые 50,7 фута. Разбивку лаглиня начинали не сразу от лага, а отступив от него на полторы-две длины судна (это место помечали флагдуком — куском красной материи), чтобы обеспечить лагу необходимую неподвижность. Его делали из дубовой доски толщиной 15 миллиметров, а к нижней кромке крепили свинцовую пластинку для придания вертикального положения. Время отмеряли песочными часами. Скорость измерялась количеством узлов на куске линя, вытравленном за 30 секунд; обычно скорость корабля не превышала четырех-пяти узлов.
В начале XVII века четыре голландских изобретателя независимо друг от друга создали подзорную трубу, которую затем усовершенствовал Галилео Галилей. Поначалу этот прибор был очень недолговечным, поскольку его корпус делали из бумаги. Но затем для его изготовления стали использовать черное дерево и латунь. Первые подзорные трубы были очень громоздкими и неудобными в использовании, поскольку многократного увеличения можно было добиться лишь за счет большой длины инструмента. Только в XVIII веке у капитанов появились складные подзорные трубы.
Корсарский поход длился в среднем четыре месяца. Сутки делились на вахты продолжительностью четыре часа, в ночное время рулевого и марсового сменяли каждый час. На небольших судах, на которых ходили в море, например, баски, матросы жили на палубе, спали не раздеваясь. На палубе размером 40x12 метров могли находиться 250 человек, то есть на каждого приходилось по два квадратных метра «общей площади», из которой надо вычесть место для пушек, воротов и прочей оснастки. Впрочем, в спокойную Погоду приятнее было расположиться на палубе, чем в душном кубрике или на вонючем твиндеке (межпалубном пространстве), кишмя кишевшем насекомыми. Палубу к тому же мыли смесью уксуса с морской водой, а в хорошие дни после удачной «охоты» заменяли первый ингредиент ромом или коньяком — этот запах не шел ни в какое сравнение с «благоуханием» серы и дегтя.
