1714年，英国国会设立了一个经度局，授权该局悬赏20000英镑，如果有人能发明一件测量经度的仪器，使船在行使星期后，其误差不超过30哩，就是其平均时间误差在每日3 秒以下，便可获得奖金。约克郡的约翰·哈里森于1728 年设计了一个航海时钟。6 年后，他向经度局呈上一号天文钟，重72 磅，以发条为动力，制造材料中包括各种金属，为的是适应温度变化。在海上试验结果，这只天文钟在三星期内的误差只有4 分钟，被当局奖励500英镑。在以后的25 年中，哈里森又造出了三个钟，较以前的大有改进。
1761年11月18日，英国皇家军舰“德普福”号携带着哈里森的四号钟，由他的儿子威廉负责管理，进行航海试验。按预先推测，驶向马德拉岛船的西经为13°50′，而威廉按哈里森的第四号钟计算为15°19′，并预测出以此航向继续前进，第二天就可到达马德拉岛。结果在翌日早晨6 点，船真的驶到该岛附近的波托山岛。当船抵达牙买加时，第四号钟指示时间比原定时间只慢了5 秒钟。几个月后，船返回英国，钟的全部误差才只有1 分45.5秒，比英国经度局授权悬赏的“平均误差每日3 秒以下”还要精确。
1772年，詹姆斯·柯克船长用哈里森的第四号钟的复制钟驶往南极，在零度以下的寒冷天气中，它完美地完成使命。柯克船长称它是“我们从不失误的向导”。从此，远洋轮上便使用了天文钟。