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La navegación se basó en los avances de la cartografía y su divulgación a través de la imprenta y en la evolución de las técnicas de navegar, gracias a determinados instrumentos.

La carta de navegar primitiva era el "portulano", un mapa hecho a base de rumbos dibujados en forma de tela de araña.
La revolución cartográfica llegó en 1569 con Gerard Mercator que editaba las primeras cartas y atlas náuticos con la "proyección cilíndrica", una nueva forma de representación plana del mundo.
Durante la antigüedad un piloto experimentado calculaba "a ojo" la velocidad y la distancia recorrida, era la "navegación de fantasía".
Pero en el siglo XV ya estaba generalizada la "aguja de marear", una brújula que facilitaba el seguimiento de un rumbo.
El cálculo de la distancia navegada se realizaba con la "ampoyeta", un reloj de arena. La velocidad del buque se determinaba mediante la "corredera de barquilla".
El problema de situarse geográficamente se resolvía con el "astrolabio", que permitía la medición de la altura del sol o de la estrella polar. Otros aparatos fueron perfeccionando y simplificando estos cálculos: la "ballestina", el "cuadrante náutico", los "octantes y sextantes", o el "reloj de longitudes", un cronómetro de precisión.
Todo el "arte de navegar", convertido en técnica, se divulgó por medio de tratados de navegación, entre los que destacan desde 1519 (Suma Geográfica de Fernández de Enciso) los realizados por españoles.

Regimiento de navegación. Andrés García de Céspedes. Madrid, 1605. MN. A lo largo de los siglos XVI y XVII fueron los españoles y portugueses quienes recopilan, desarrollan y exponen, de forma sistemática, la teoría y la práctica de la navegación. La obra de Céspedes corregía los errores de los tratados anteriores a su publicación y se convirtió en uno de los tratados de náutica más importantes de la época

Portada del Compendio de navegación. Jorge Juan. Cádiz, 1757. MN. Jorge Juan fue el gran impulsor, junto con Ensenada, de todas las iniciativas para la reorganización de la Armada y uno de los máximos exponentes de la ciencia española en el siglo XVIII. Con obras como ésta fue posible acometer la reforma de la enseñanza náutica, introduciendo en España las corrientes científicas más avanzadas de la Europa ilustrada.

Astrolabio astronómico del siglo XVI. MN. En un principio el astrolabio comenzó siendo un instrumento de representación de determinados fenómenos celestes con fines astronómicos y astrológicos; los había esféricos y planos, siendo estos últimos los que tenían utilidad en la náutica.

Astrolabio universal hispano. 1563. MN Inventado en el siglo XI por el toledano Azarquiel. Estos instrumentos servían para obtener la altura del sol, o de las estrellas, a fin de deducir la latitud del lugar.

Cuadrante de dos sectores. Siglo XVIII. MN Empleado para observar o determinar las alturas de los astros con el fin de deducir la latitud del buque en el mar.

Cuadrante náutico. Siglo XVI. MN. Fue otra mejora en la solución del problema de hallar la situación geográfica del buque. Permitió obtener mayor precisión al sustituir las regletas de las ballestinas por arcos graduados.

Ballestina. Siglo XVIII. MN. Instrumento que se empezó a utilizar por los pilotos en el siglo XVI para tomar la altura de la estrella polar. Su uso se mantuvo hasta el siglo XVIII y estaba constituido por diferentes reglas graduadas.

Sextante del siglo XVIII. MN Es un goniómetro, o instrumento de medir ángulos, preciso, ligero y de fácil transporte, que se emplea en el mar para medir distancias angulares y alturas de astros y así determinar la situación del observador.

Cronómetro marino de finales del siglo XVIII. MN. Con la aparición de este instrumento, capaz de dar la hora con la suficiente precisión, se solucionó el problema de hallar la longitud geográfica del buque, cuestión esencial para fijar las posiciones al este o al oeste de un determinado meridiano.

Cuadrante solar equinoccial. 1599. MN. Instrumento para contar el tiempo con más precisión que los relojes de arena y las clepsidras o relojes de agua.	Ampolleta de los siglos XVIII-XIX. MN. Hasta principios del siglo XI no se conocía otro medio mejor que la ampolleta o reloj de arena para medir pequeños intervalos de tiempo. En las embarcaciones, servía para reglamentar la vida a bordo y calcular la velocidad.

Portada de la Suma de Geographia. Martín Fernández Enciso. Sevilla, 1519. MN. La obra contiene la primera descripción de las tierras del Nuevo Mundo, y especialmente de sus costas. Incluye un tratado de navegación y unas tablas de declinaciones solares.	Regimiento de navegación. Pedro de Medina. Sevilla, 1563. MN. Medición de la altura del sol con un astrolabio náutico en el Libro segundo de esta obra.

Portada del Regimiento de navegación. Pedro de Medina. Sevilla, 1563. MN. Los regimientos son un tipo de tratado de navegación de carácter práctico para uso de pilotos. Escritos en forma de recomendaciones y reglas, su custodia y difusión estaba a cargo de la Casa de Contratación.	Sector de Gunter. Siglos XVII-XVIII. MN Compás utilizado en matemáticas para la resolución de triángulos planos y esféricos en los problemas de la navegación.

Corredera de barquilla. MN. Instrumento para determinar la velocidad del buque. Por la popa se largaba cabo conforme se avanzaba, midiendo después en función de los nudos que habían soltado.