Когда солнце находится в наивысшей точке небосклона (в зените), то оно показывает строго на юг. А значит в противоположной стороне находится север, по бокам - запад и восток. Но как определить, когда именно солнце в зените? Очень просто - по длине тени. В тот момент, когда солнце находится в наивысшей точке, тени от предметов самые короткие. Значит, нам нужно в течении дня измерять тень от какого-нибудь предмета (например, мы отмечали длину тени от палки-гномона в наших солнечных часах). И определить самую маленькую тень. Конец тени и будет указывать на север.