Cet instrument permet de relever les hauteurs d'astres. Les références sont le Soleil ou l'étoile polaire.
À partir de ces relevés on calculait la latitude du lieu.
- référence Soleil : la hauteur méridienne hm (au point de culmination) permet de calculer la latitude φ du navire [N 1] ;
- référence étoile polaire : la hauteur du pôle permet d'avoir directement la latitude à condition d'effectuer une correction due au fait que la Polaire n'est pas exactement sur le pôle. Vers l'an 1500, elle en était éloignée de plus de 3°, soit plus de 6 fois le diamètre apparent de la lune ou du soleil[4]. Un autre instrument marinisé sera utilisé comme quadrant au XVe siècle : la Roue Pôle Homme.
Cet instrument présente divers inconvénients. Le soleil brûle les yeux et les mouvements des navires rendent les relevés très difficiles. Les quadrants se doivent d'être stables, donc lourds, mais aussi évidés pour éviter la prise au vent ; le fil à plomb, jamais en équilibre, ne peut guère être employé ; ce qui amène à un type de quadrant à alidade, avec comme référence angulaire le plan de l'horizon de la mer visé à travers un jeu de pinnules dédiées.
Un quadrant de navigation.
Quadrant sans plomb ; visée par rapport à l'horizon AB.
Quadrant à alidade et pinnules d'horizon.
Ce type d'instrument ne pouvait donner des mesures rigoureuses ; au mieux l'exactitude devait être de l'ordre de 2°[N 2]. Le quadrant traditionnel sera progressivement abandonné pour disparaître avant la fin du XVIe siècle, concurrencé dès la fin du XVe siècle par l'astrolabe nautique, puis au XVIe siècle par le bâton de Jacob.
C'est finalement un nouveau type très différent de quadrant, le quartier de Davis, utilisé dos au soleil, qui va s'imposer au cours du XVIIe siècle, en compagnie d'un bâton de Jacob dont la précision est nettement améliorée (l'astrolabe est abandonné vers le milieu du XVIIe siècle)[5].
