北半球では、太陽時を見つけるために時計の針を正確に合わせ、時計の針と 12 時の角度の中間線を見つけることで南を見つけることができます。同様に、南半球では同様の方法で北を見つけることができます。この原理には、地方時、経度、時計の文字盤が関係しています。
正午には、太陽は真南にあり、この時地方時は 12 時です。これを出発点とします。
地球の自転には 24 時間かかるため、太陽が空を横切る速度は均一な 360°/24h=15°/h です。
時計の文字盤は 12 時間で一周するため、時計の針が文字盤を横切る速度は均一な 360°/12h=30°/h であり、太陽が空を横切る速度の 2 倍です。
想像上の指針を作り、太陽が空を横切る速度と同じ速度で動かし、12 時から始め、時計の針と重なります。角速度が時計の針の半分しかないため、この想像上の指針は常に 12 時の目盛りと時計の針が作る角度の中間線上に位置します。
想像上の指針を太陽に合わせると、12 時の目盛りは常に正午の太陽の出発点を指し示し、つまり真南を指します。同様に、時計の針が太陽を指すと、想像上の指針は真南を指します。
太陽の位置は、立て棒で正確に示すことができるため、正確な真南の方向は地方時の正確さに依存します。
0° 経線にある場所の地方時はグリニッジ標準時 GMT であることを知っています。したがって、現地の正確な経度を知っていれば、太陽の速度を考慮し、15° ごとに 1 時間の差があるため、現地の地方時を正確に計算し、それによって正確な真南の位置を特定することができます。
さらに、逆の方法を使って、正確なコンパスと正確な地方時を使用して、太陽に基づいて現地の経度を計算することもできます。正午の太陽と地平線の角度を観察することで、正確な緯度を計算し、それによって自分の位置を特定することができます。