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1、在测量过程中一般采用真北方向、磁北方向或坐标北向为标准方向。真北方向既真子午线北向，又称正北方向，为过地球上一点指向地球地理北极的方向。由于北极星在天空中的位置变化极其微小，故而，在测量时，通常以指向北极星的方向为真北方向。真北方向可通过陀螺仪来测定。磁北方向既磁子午线北向，为过地球上一点指向地球磁北极的方向，亦既磁针静止时，磁北针所指方向。坐标北向系指我国采用的高斯平面直角坐标系纵轴X轴的正向。在施工测量中，也可采用施工坐标系的X轴正向作为坐标北向。三北方向之间的关系由于地球的磁北极与地理北极不一致，因此，在地球任意一点上的磁北方向与真北方向一般说来都不重合，两者所夹角度称磁偏角。相对真北方
2、向而言，磁北方向在真北方向东边为正，反之为负。同时由于各种因素对地磁场的影响，所以各地的磁偏角也是不同的。其变化范围常常有几分至几度不等，即使在同一天内的同一地方，也常常会有几分的变化。我国各地磁偏角除新疆、南疆的少数地区为东偏外，其它地区的磁偏角均为负值。在测量过程中，选用磁北方向作为标准方向就精度而言是不高的，只能作粗略依据，故一般只在地质勘探工程及测区不大、精度要求不高的工程测量中采用。高斯平面直角坐标系的坐标北向与真北方向的夹角为子午线收敛角。相对真北方向而言，坐标北向在真北方向东边时子午线收敛角为正，在西边时为负。另外，通常将磁北方向与坐标北向的夹角称磁坐偏角，磁北方向在坐标北向东边
3、磁坐偏角G为正，反之为负。三者之间的关系式为：在同一幅地形图中，有时同时注有三北方向及其关系，以供实际需要选用。三北方向及方位角关系如下图所示：在测量过程中，地面上任一直线的方向是用方位角来表示的。方位角系指自选定的标准方向的北端起顺时针转向选定直线的水平夹角。其大小在0360之间。如选定的标准方向为磁北方向，则该方位角为磁方位角，用表示；标准方向为正北方向，即为真方位角，用A表示；标准方向为坐标北向，则为坐标方位角用表示。三者之间的关系式为:对同一直线而言，按直线方向的不同所计算的方位角就有正反方位角之分。如有某直线段AB，设A为起点，B为终点，则直线方向是AB，我们就把称为正方位角，称为反方位角，两者相差180。由于方位角总是正值，因此正反方位角可用公式表示为：式中的值与，式中为减号，否则为加。以保证的值域在内。
