Pontos Cardeais
Os pontos cardeais, como o próprio nome indica, são pontos de referência que permitem localizar qualquer lugar na superfície da Terra. Eles são o Norte e o Sul, que apontam na direção dos polos terrestres; o Leste e o Oeste, que indicam o lado onde o Sol nasce e se põe, respectivamente, cruzando a linha Norte-Sul.
É importante ressaltar que o Leste e o Oeste não são sempre direcionados para o exato ponto onde o Sol nasce ou se põe, mas sim para o lado do nascente e do poente. Ao longo do ano, o Sol nasce em diferentes pontos no lado do nascente e se põe em diferentes pontos no lado do poente. Portanto, não podemos afirmar que o Sol sempre nasce exatamente a Leste e sempre se põe exatamente a Oeste. A diferença entre o nascente (onde o Sol nasceu) e o Leste verdadeiro pode variar consideravelmente, dependendo da época do ano.
Coordenadas Geográficas
Outros conceitos importantes para a localização na Terra são as coordenadas geográficas, latitude e longitude.
Latitude e longitude são sistemas de coordenadas utilizados para determinar a localização de qualquer lugar na Terra. As linhas de latitude se estendem no sentido leste-oeste da superfície terrestre, enquanto as linhas de longitude vão no sentido norte-sul. Embora sejam linhas imaginárias, elas estão representadas em todos os mapas e globos terrestres, como se fossem linhas reais.
As linhas de latitude são conhecidas como paralelos, pois circundam a Terra de forma paralela ao Equador, que é uma linha imaginária localizada exatamente na metade do caminho entre os polos norte e sul. Por sua vez, as linhas de longitude, também chamadas de meridianos, circundam a Terra de polo a polo, cortando as linhas de latitude. Tanto a latitude quanto a longitude são medidas em graus, minutos e segundos. Juntas, essas coordenadas podem indicar com precisão a localização de qualquer ponto na Terra.
A Latitude de um lugar é a distância angular que o separa do equador, medida em graus, minutos e segundos, sobre o meridiano desse lugar, podendo variar entre 0° e 90° para Norte ou para Sul.
A longitude de um lugar é a distância angular entre o meridiano que passa pelo local e o meridiano de Greenwich, medida em graus, minutos e segundos sobre o paralelo que passa pelo lugar, podendo variar entre 0° e 180° para leste ou Oeste.
Gnômon
O gnômon é possivelmente o mais antigo instrumento astronômico criado pelo homem. Em sua forma mais simples, consiste em uma vara fincada no chão, geralmente na posição vertical. Observar a sombra projetada por essa vara, causada pelos raios solares, permite determinar a posição do Sol no céu ao longo do tempo.
É perceptível que o comprimento das sombras de um gnômon durante o dia diminui da manhã até o meio-dia solar verdadeiro, quando o Sol atinge sua posição mais elevada no céu, cruzando o meridiano celeste local, e depois aumenta à medida que a tarde avança.
O segmento da sombra mínima do gnômon (na vertical) em um dia ensolarado está alinhado com o meridiano local, fornecendo a direção Norte-Sul, Isso ocorre ao meio-dia, e a direção em que a sombra está nesse instante é chamada de Linha do Meio-dia ou linha meridiana.
Além do uso do gnômon, as estrelas e constelações também são utilizadas para orientação. Um exemplo disso é o Cruzeiro do Sul, que pode ser empregado para localizar o lado sul; para isso, é necessário estender 4,5 vezes a extensão da haste mais longa da Cruz, formada por Acrux e Gacrux, conforme ilustrado na figura.
