Впервые в мире опыты астрономических измерений для определения местоположения воздушного шара в воздухе были произведены русскими воздухоплавателями в 1897—1898 гг.
Применять астрономические приборы на самолетах также впервые начали наши русские летчики при дальних полетах на тяжелых самолетах «Илья Муромец» и «Русский витязь» еще в 1913—1916 гг., намного опередив в этом зарубежную авиацию.
Наиболее быстро авиационная астрономия начала развиваться после Великой Октябрьской социалистической революции, и особенно в годы советских пятилеток.
Во время первых трансарктических перелетов через Северный полюс в 1936—1937 гг. штурманы самолетов А. В. Беляков и С. А. Данилин, умело применяя новейшие технические средства самолетовождения, блестяще выполнили поставленные задачи. Особо важную роль в этих полетах сыграли астрономические измерения, которые в условиях Арктики помогли экипажам не сбиться с намеченного пути и постоянно иметь данные о своем местонахождении.
Выдающиеся авиационные штурманы Б. В. Стерлигов, Герои Советского Союза А. В. Беляков, С. А. Данилин, И. Т. Спирин в дальних полетах добивались высокой точности самолетовождения благодаря умелому применению астрономической навигации.
А. В. Беляков, рассказывая о своем полете через Северный полюс в составе экипажа В. П. Чкалова, пишет, что до Северного полюса астрономические средства применялись вместе с другими средствами самолетовождения, момент пролета полюса определялся по высоте Солнца, которая здесь равна его склонению. На участке от Северного полюса до американского материка курс выдерживался в основном по солнечному указателю курса, а путь контролировался прокладкой астрономических линий положения самолета, определяемых по высоте светил.
«...Самый важный прибор на нашем самолете — солнечный указатель курса», — пишет А. В. Беляков в своей книге «Из Москвы в Америку через Северный полюс».
И. Т. Спирин в книге «Покорение Северного полюса» также отмечает: «Единственно точной и неизменно безотказной мы считали лишь воздушную астрономию, и это целиком подтвердилось в перелете; только она выручала нас в трудные минуты, вела и точно привела к намеченной цели».
В период Великой Отечественной войны отважные авиационные штурманы дважды Герой Советского Союза В. В. Сенько, Герои Советского Союза С. М. Романов, Ф. С. Яловой, Н. А. Гунбин, А. П. Штепенко, В. И. Аккуратов и многие другие мастерски применяли астрономические средства самолетовождения при выполнении боевых заданий.
