Hai nhà toán học Hy Lạp đã đi tiên phong trong nghiên cứu định hướng và lập bản đồ Trái đất. Eratosthenes of Cyrene, thủ thư trưởng tại Thư viện cổ đại Alexandria, đã tính toán chu vi của Trái đất vào thế kỷ thứ ba trước Công nguyên. Vào thế kỷ thứ hai trước Công nguyên, Hipparchus ở Nicea lần đầu tiên sử dụng toán học để tính toán vĩ độ và kinh độ, phát minh ra thiên văn đầu tiên để quan sát các ngôi sao và đo vĩ độ, cũng như quan sát nguyệt thực để đề xuất kinh độ cho các thành phố cụ thể.
Không có nhiều thông tin về công việc của Eratosthenes và Hipparchus, nhưng những gì còn sót lại ít ỏi là bằng chứng về việc con người từ lâu đã nghĩ cách sắp xếp các bản đồ thành các lưới tiêu chuẩn hóa. Bởi vì Eratosthenes đã khám phá ra chu vi của Trái đất, Hipparchus có thể làm việc từ các tính toán của mình để thiết lập một đường vĩ độ 0 (đường xích đạo) và đường kinh độ. Thông qua những quan sát của riêng mình, Hipparchus đã học được cách đo vĩ độ bằng cách quan sát chuyển động của các ngôi sao theo thời gian và ông đề xuất một hệ thống đo thời gian để tính toán kinh độ.
Sau đó, Ptolemy là người đầu tiên sử dụng kinh tuyến không đổi để vẽ bản đồ. Đầu thế kỷ 18, nhà sản xuất đồng hồ người Anh John Harrison đã phát triển máy đo thời gian, có tác dụng bù đắp cho độ cao và độ lăn của tàu, độ ẩm và các yếu tố khác. Cùng với các biểu đồ sao chính xác do các Nhà thiên văn Hoàng gia John Flamsteed và Edmund Halley phát triển cùng với một loạt các quan sát từ Đài quan sát Hoàng gia tại Greenwich, Anh, điều này đã khiến các nhà bản đồ học áp dụng Kinh tuyến Greenwich làm tiêu chuẩn trên toàn thế giới vào năm 1884.
