探險者指南針的故事
想像一下：您是正站在北極上的探險家，這是一段漫長的旅程，而且冰冷的寒冷。你拿出指南針，指南針上的指針指向哪個方向？答案可能不是您的想法。爲了回答這個問題，您必須瞭解真正的地理北部和磁性北部之間的區別，因爲這兩個北部位置完全不同。
什麼是地理（真實）北極？
地球是一個呈兩極稍扁赤道略鼓的不規則的橢圓球體，自西向東旋轉。地球旋轉軸心線北部的端點或者經線（子午線）在北方匯合的地方就是地理北極，北極和南極雙生對視。
什麼是磁北極？
地球是一大塊磁鐵。磁北極（也稱爲北極）是加拿大北部埃勒斯米爾島上的一個點，地球北部的磁力線從這個點進入地球。指南針可自由放置在地球的外殼中在地球磁力線的作用下發生旋轉，拔出指南針時，它會與地球磁場對齊。這意味着指南針會指向磁性北極-與地理北部不同。但是，磁北極與地理北極有什麼區別？
磁北極和地理北極在哪裏？
問題是：如果您站在真正的北極上，指南針會指向哪裏？如果您拿着指南針站在地理北極，它將指向加拿大北部的埃爾斯米爾島。地理北極和磁性北極之間相差約500公里！這種差異稱爲磁傾角。 磁偏差是指指南針的誤差，包括附近的金屬物體。磁傾角根據您在地球上的位置而變化。爲了使您指向正確的方向，用戶可以使用磁偏角圖或本地校準表來補償磁傾角。今天的差距約爲500公里。但是磁北極實際上每年都在移動數公里。這種現象被稱爲極移理論。
極移理論：地球不斷變化的磁北極
我們賴以生存的地球是動態的，地球每天都在發生變化。板塊構造將大陸分開，海平面上下波動，火山噴發灰燼和煙霧……這些是循環發生的自然現象的例子，並且在我們的星球上是動態的。我們磁北的位置確實沒有什麼不同。在過去的150年中，磁極向北爬行了1000多公里。科學家說它每年遷移約10公里，甚至可以從極到極翻轉。最近，速度加快到每年約40公里，並可能在幾十年內達到西伯利亞。NOAA的歷史磁偏角圖顯示了恆定磁偏角線（等高線）。等距線表示指南針沿磁力線指向的方向。
極地反轉：南極指向指南針
想象一下，您的指南針指向南方而不是北方。如果您能在80萬年前看到它，那將是Magnetic South Pole。地球磁場翻轉極性需要200,000至300,000年。極性反轉意味着進入地球的吸引力線將從北向南翻轉，反之亦然。這意味着自上次逆轉以來的時間是原來的兩倍。有些人認爲我們早就應該進行極地逆轉了。但是，實際上沒有必要驚慌：美國宇航局的科學家說，這種逆轉發生了數百或數千年。像輕彈一下開關一樣，這並不是完全乾淨的後空翻。
爲什麼地球首先具有磁場？
地球物理學家認爲，地球磁場的存在是因爲地球由堅固的鐵芯組成，鐵芯周圍是熱的液態金屬海洋，在地核中流動的液態金屬會產生電流，進而產生我們的磁場。與固態冰箱磁鐵不同，圍繞內芯的液態金屬自由移動。這解釋了爲什麼磁極可以遷移。儘管地球物理學家無法直接測量內核，這就是爲什麼人們堅信控制地球磁場的物質會四處移動。
磁鐵，圓規和北向軸承
地理北極與磁性北極相差約500公里。地理北極是經線匯聚成我們所說的北極的地方。磁極是加拿大北部的一個點，北極的吸引力線進入地球。羅盤針將指向磁北極的方向。但這並不意味着指南針總是指向地理北極。這種差異是磁傾角。地球的磁性北極每天都在變化，這是因爲圍繞着內芯的高溫液態金屬。它的變化很大，以至於地球磁場會翻轉極性。這就是所謂的極地逆轉理論。
磁偏角改正
磁偏角的存在對於一些高精度的定資定位和導航造成了麻煩，如：大型橋樑、深海鑽井、導彈精確打擊、飛機巡航等等。我們所用的地圖是真北方向（如果是投影地圖，還有投影北的投影差角：真北方位角，磁北方位角，座標北方位角），但是測量儀器測量的數據卻是磁北方向，由於磁偏角是不斷變動的，磁偏角在各地有所不同，需使用精確儀器進行測定
現代磁偏角測量一般採用地磁經緯儀，其測量原理見，首先需要在實地勘選兩個相互通視的點，組成觀測基線，其中一點用於架設觀測儀器，稱爲觀測點，另外一點用於標定方向，稱爲方位點。測點勘選和標石埋設完成後，首先採用GNSS或者天文觀測方法，測定觀測基線的真方位角α，然後採用專門的磁偏角測量儀器測定觀測基線的磁方位角，二者相減可得觀測基線的磁偏角，即：
最後在測量儀器測量的數據上加上磁偏角改正，從而得到真北方向數值。
附件一：全國各地一般磁偏角大小列表
漠河11°00' w
齊齊哈爾9°54'w
哈爾濱9°39'w
長春8°53'w
滿洲里8°40'w
瀋陽7°44'w
旅順6°35'w
北京5°50'w
天津5°30'w
濟南5°01'w
呼和浩特4°36'w
徐州4°27'w
上海4°26'w
太原4°11'w
包頭4°03'w
南京4°00'w
合肥3°52'w
鄭州3°50'w
杭州3°50'w
許昌3°40'w
九江3°03'w
武漢2°54'w
南昌2°48'w
銀川2°35'w
臺北2°32'w
西安2°29'w
長沙2°14'w
贛州2°01'w
衡陽1°56'w
廈門1°50'w
蘭州1°44'w
重慶1°34'w
遵義1°26'w
西寧1°22'w
桂林1°22'w
貴陽1°17'w
成都1°16'w
廣州1°09'w
柳州1°08'w
東沙羣島1°05'w
昆明1°00'w
南寧0°50'w
湛江0°44'w
憑祥0°39'w
海口0°29'w
拉薩0°21'w
珠穆朗瑪0°19'w
西沙羣島0°10'w
曾母暗沙0°24'e
南沙羣島0°35'e
烏魯木齊2°44'e
附件二：2000國家大地座標系採用的地球橢球參數
長半軸: a=6378137m
扁率:f=1/298.257222101
地心引力常數：
自轉角速度： 
短半徑b(m)： 6356752.31414
極曲率半徑c (m): 6399593.62586
第一偏心率e： 0.0818191910428
第一偏心率平方e2： 0.00669438002290
第二偏心率 e′：0.0820944381519
第二偏心率平方e′2 : 0.00673949677548
1/4子午圈的長度Q(m):10001965.7293
橢球平均半徑R1(m)： 6371008.77138
相同表面積的球半徑R2(m)： 6371007.18092
相同體積的球半徑R3(m)： 6371000.78997
橢球的正常位U0: 62636851.7149
動力形狀因子J2： 0.001082629832258
球諧係數J4:-0.00000237091126
球諧係數J6:0.00000000608347
球諧係數J8:-0.00000000001427
m ：0.00344978650678
赤道正常重力值γe（伽）:9.7803253361
兩極正常重力值γp（伽）:9.8321849379
正常重力平均值γ伽）: 9.7976432224
緯度45度的正常重力值γ45∘（伽）:9.8061977695