Efter krigens ophør studerede Zahrtmann ivrig [[hydrografi]] og [[geodæsi]]; [[1817]]—–[[1818|18]] var han i Middelhavet og Vestindien med fregatten ''Minerva'', og [[1819]] ansattes han under professor [[H.C. Schumacher]] ved [[gradmåling]]en i [[Jylland]]. Han rejste til [[London]] og [[Paris]] for at indkøbe instrumenter, gjorde på denne rejse bekjendtskab med [[François Arago]], [[Alexander von Humboldt]] og flere betydelige videnskabsmænd og vandt hurtigt deres velvilje. Arbejdet under Schumacher førte også til, at der mellem dem udviklede sig et trofast venskab, der varede livet igennem. På et togt med fregatten ''Najaden'' [[1824]], hvor daværende kronprins [[Christian 8.|Christian]] var om bord, vandt han ved sit rolige, beherskede væsen dennes bevågenhed, hvilket senere kom til at spille en stor rolle i Zahrtmanns liv. [[1825]]—[[1826|26]] var han næstkommanderende i briggen ''Sst. Jan'' i Vestindien; chefen, kapitajnløjtnant Hedemann, døde her, og Zahrtmann hjemførte skibet. På dette togt gjorde han bekendtskab med [[Simon Bolivar]] og med [[María Manuela Kirkpatrick|grevinde Montijo]], som da var frugtsommelig. I et selskab ytrede Zahrtmann, at han håbede hendes barn i sin tid måtte komme til at beherske riger lige så fuldstændig, som grevinden nu beherskede de tilstedeværende. Da datteren [[Eugénie af Frankrig|Eugénie]] senere ved sit giftermål med [[Napoleon 3. af Frankrig|Napoleon III]] blev fransk kejserinde, erindrede hun Zahrtmann om dette ønske. FåPå samme rejse udmærkede han sig under en brand på [[St. Thomas]]. 1826 —– Vedefter [[Poul de Løvenørn (søofficer)|Poul de Løvenørns]] død —– overtog Zahrtmann stillingen som direktør for [[Søkortarkivet]];. hanHan tog sig med iver af de danske farvandes opmåling og gjennemførte trods megen modstand, men kraftig hjulpet af [[Frederik 6.|Frederik VI]], anlægget af en mængde fyr, [[1830]] blev han medlem af Konstruktions- og regleringskommissionenreguleringskommissionen. [[1833]]—–[[1834|34]] førte han briggen ''Allart'' til Vestindien, hvis farvande han opmålte og kortlagde. [[1836]]-[[1838|38]] var han chef for de forskellige vagtskibe, [[1839]] foretog han en studierejse til [[England]] ogfor at studere studeredelandets [[dampskib]]svæsen. Ved sin hjemkomst udnævntes han til adjudant hos Christian VIII8. Hans breve til hustruen fra denne tidsperiode giver et billede af livet ved kongehoffet.
