Himmelsnavigering är en form av navigering som innebär att man använder de kända platserna för himlakroppar för att bestämma sin egen plats på jorden. Den här navigeringstekniken har använts i tusentals år och föll verkligen ur modet först i slutet av 20-talet, när mer exakta navigeringsmetoder började utvecklas. Undervisning i himmelsnavigering fortsätter att erbjudas i vissa regioner i världen, främst som en punkt av historiskt intresse.
När människor navigerar i ett område utan kända landmärken, till exempel mitt i havet, har de ingen möjlighet att veta var de är genom att bara titta runt dem. Himmelsnavigering löser detta problem genom att tillåta navigatörer att ta flera iakttagelser av himlakroppar och använda information från dessa observationer för att avgöra var de är i förhållande till dessa objekt, och därför var de är på jorden.
Solen och månen kan användas i himmelsnavigering, tillsammans med planeterna och vissa stjärnor. För att himmelsnavigering ska fungera behöver navigatorn flera verktyg. Det första är ett omfattande diagram som ger information om viktiga himlakroppar och deras positioner i förhållande till jorden. Nästa är något slags instrument för att ta iakttagelser, till exempel en sextant. Navigatörer behöver också en klocka, eftersom iakttagelser är värdelösa utan någon form av tidsram, eftersom vinkeln för en iakttagelse ändras när jorden och det objektet rör sig genom rymden.
För att ta reda på var man befinner sig görs flera iakttagelser av kända kroppar. Sedan använder navigatorn grundläggande matematik för att bestämma sin position. Om till exempel två iakttagelser eller ”fixar” tas, kan navigatorn bestämma ”positionslinjen” för varje objekt. Denna linje är ungefär elliptisk till formen, och den visar var på jorden någon skulle behöva stå för att se objektet i den observerade vinkeln. Navigatorn letar efter platserna där positionslinjerna skär varandra, och använder elimineringsprocessen för att hitta skärningspunkten där han eller hon står; om en korsning är i Stilla havet och den andra är i Atlanten, till exempel, kan sjöfararen vanligtvis ta reda på var fartyget ligger.
Normalt tas minst tre fixar i himmelsnavigering, för att säkerställa att navigatorn minskar positionen så mycket som möjligt. Processen är tråkig, och den kräver tålamod och goda matematiska färdigheter, eftersom ett enda misstag kan vara ganska katastrofalt, särskilt i farliga vatten. En bra navigator kan begränsa möjliga positioner på jorden till ett ganska smalt utrymme, men tack vare användningen av Global Positioning Satellites är det möjligt att få ännu bättre data på mycket kortare tid med en dator.