转发一文，愿能解罗盘困惑。

　罗盘三针，异议者代不乏人。至今，尚没有人做系统论证罗盘三针且弥合各方异议的理论探索研究工作。自古以来，风水学就是天文地理之学。近几百年来，人们对天文地理学的认识发生了巨大的变化。而风水学的理论则没有随着天文地理学的发展而做相应的发展，其所依据的天文学模仍然是天圆地方。现代天文学的成果，应用于风水理论的研究探索工作，对于原来的直观认识且没有办法进行逻辑证明的部分，可以确认其正确性；对于原来的一些错误观点，如果从理论上可以证伪，则有利于纠正原来的错误观点。
　　根据上述思路，对罗盘三针进行理论证明得出如下结论：地盘正针、人盘中针、天盘缝针所指皆为地理南北向。之所以现代罗盘三针各不相同，是在不同时代磁偏角变化调整的需要。后人不知所以，新的调整加上了，旧的调整已经没有用了，还不敢去掉，于是出现了三针并存一盘的现象。随之各种牵强附会的理论不断演变出来，各人依据自己的理解加以发挥，各种流派纷呈，逾加混乱。

一、 传统罗盘简介
　　传统罗盘大致分三种：三合罗盘、三元罗盘、元合通用盘[1]。
　　三合罗盘：三合罗盘的二十四山方位，最早由杨公（筠松）确定，称之为杨公正针，又称为地盘。由于磁偏角的存在（此时磁偏角在杨公测量的地区为偏东7.5度），杨公在罗盘中增加一层方位圈，称之为天盘缝针，该圈层由地盘顺时针旋转7.5度形成。到南宋时期，先贤赖文俊（号赖布衣）发现磁偏角为偏西7.5度（就是当时在赖公从事风水活动的地区磁偏角为偏西7.5度。磁偏角在不同的时期存在飘移），又在罗盘上增加了一圈方位盘，称之为人盘中针，也称之为赖公中针。多个版本的风水典籍中认为：中针指示北天极（北极星）子午方位，缝针指示太阳子午方位。至此罗盘的三个基本方位系统形成。三合派较有影响的清代《地理原真》[2]一书中指出，三圈有三个用途，正针用于确定山向，中针以定来龙，缝针用于定山向水口之用。（其实这里面有一个矛盾：杨公时代，磁偏角为偏东7.5度，所以设缝针，以校正方向得出地理南北方向。至赖公时代，磁偏角变更为偏西7.5度，所以设中针以校正方向得出地理南北方向，而此时杨公所设缝针，由于条件变化，应该取消才对。设立缝针、中针要较正什么?较正完成后，为什么还保留正针? 在传统的风水典籍中对这些问题大多是都语焉不详或含混带过。在后面对这部分有的详细论证。）
　　三元罗盘：三元盘又名蒋盘或易盘，相传是明代风水地理先贤蒋大鸿祖师所创。三元盘的主要特征有易卦、六十四卦圈层。只用正针，测定龙穴砂水，不用杨公缝针及赖公中针。其正针是采用磁子午，还是采用地理子午，则仍未能有统一定论。
　　元合通用盘：元合通用盘是将三合盘中的地盘正针、人盘中针、天盘缝针，以及三元盘中的六十四卦圈等综合而成。其内容复杂，有多达三十六层者。
　　三合盘、元合通用盘有三个基本方位圈层：正针、缝针、中针。三元盘有一个基本方位层：正针。三元盘没有缝针、中针。罗盘中的其它圈层都是以这三个基本方位圈层为基准，进行吉凶推理评判的因素。不同的风水流派，各圈层的应用方法差别很大。各层的具体应用说明此处不再赘述，在各流派的理论应用中都可以查阅。
　　现在可以看到的大多数风水典籍对于三针的应用分类：地盘正针以地球磁场为依据，地盘正针的南北极就是地磁南北极，正针用于立向格龙；人盘中针以北天极（北极星）为依据测定，比地盘正针错后七度半，其作用是以二十八宿星体五行与阴阳宅周围的砂山论吉凶；天盘缝针以太阳子午为依据，太阳为阳主动，所以天盘缝针比地盘正针超前七度半，象征水的变化，故用于纳水，主要用于判断周围水的来去而分辨吉凶。

　　

二、中国古代方向测定历史回顾
　　辨别方向，以服务于人类社会的各类生活生产活动，在远古时期的氏族社会就有这类需求。6000多年前的西安半坡遗址中，发现较完整房屋遗址有46座，门都朝南，这种一致性不是偶然。开门避冬季寒风以向阳，是生活居住者的重要需求。这说明在6000多年前，先民们已经掌握了辨别方向的技术。
　　传说中的黄帝时期，距近约四千五百年。成书于晋《古今注》记载：黄帝与尤战于涿鹿之野，尤作大雾，军士皆迷，故作指南车以示四方，遂擒尤而即帝位。历史上指南车制造方法数次失传，又数次复原。史籍中关于指南车的记载，说明早在黄帝时代，就有了较为成熟的辨别方向的设施设备及应用方法。
　　《尚书．盘庚》：“盘庚既迁，奠厥攸居，乃正厥位。”；《诗经．公刘》：“既景乃冈，相其阴阳。”；《诗经．定之方中》：“定之方中，作于楚宫，揆之以日，作于楚室。”；《尚书．召诰》：“成王在丰，欲宅洛邑，使召公先相宅……厥既得卜，则经营。越三日庚戌，太保乃以庶殷攻位于洛汭。”；《周礼•天官冢宰•叙官》：“惟王建宫以捂方正位，体国经野，设官分职，以为民极。”；《周礼•地官司徒第二•大司徒》：“以土圭之法测土深。正日景，以求地中……凡建邦国，以土圭土其地而制其域。”《盘庚》之“乃正厥位”，《召诰》之“攻位洛汭”，其辨正方位之法已不可考。《定之方中》之“定之方中，作于楚宫”，历代注释者大多解释为以“定星”辨正方位，“定星”后世称为营室，其于立冬前后黄昏时分出现于正南方，此时农时已毕天气未寒便于兴作土木。汉代郑玄有论及此：“定星昏中而正，于是可以营制宫室故谓之营室。”晋郭璞注：“定，正也，作宫室皆以营室中为正。”《公刘》：“既景乃冈”，《定之方中》：“揆之以日，作于楚室”，《周礼》中的“土圭之法……以土圭土其地”等都是以立竿见影的方法辨正方位。古籍中称所立竿为：景、表、圭、臬、髀、椑、碑、槷等，散见于各文献中，用于建筑活动的定向，也用于天文观测定节令、定时刻等。后来从圭开始，慢慢发展出各种测时定向工具，如：景表、日晷、望筒等。
　　以立竿测影的原理辨正方位的方法最早见于战国时期《周礼•考工记》：“匠人建国，水地以县，置槷以县，眡以景，为规，识日出之景与日入之景，昼参诸日中之景，夜考之极星，以正朝夕。”《周髀算经》中有具体操作记载：“以日始出，立表而识其晷，日入复识其晷，晷之两端相直者，正东西也。中折之，指表者，正南北也。”北周《术数记遗》对此有更为明晰的论述：“当竖一木为表，以索系之表，引索绕表画地为规。日初出影长则出圆规之外，向中影渐短，入规之中。候西北隅影初人规之处则记之。乃过中，影渐长出规之外。候东北隅影初出规之处又记之。取二记之所，即正东西也。折半以指表，则正南北也。”《淮南子•天文训》则明确以日出日落之影来测定方向之另外一种方法：“正朝夕，先树一表东方，操一表却去前表十步，以参望，日始出北廉，日直入。又树一表于东方，因西方之表以参望，日方入北廉，则定东方。两表之中，与西方之表，则东西之正也。”至北宋李诫所著《营造法式》中，述录了大量的辨正方位、以正朝夕典故，详细描述了三种仪器“景表板”、“望筒”、“水池景表”的制作及使用方法，认为这些仪器及操作使用是“自来工作相传，并是经久可以行用之法”。其用法：“取正之制，先于基址中央，日向置圜版……画标影之端，记日中最短之影。次施望筒于其上……望昼以筒指南，令日影透北，夜望以筒指北，于筒南望，令前后两窍内正见北辰极星；然后各垂绳坠下，记望筒两窍心于地以为南北，则四方正。若地势偏斜，既以影标、望筒取正四方，或有可疑之处，则更以水池影标较之……安于池版之上……用水定平，令日影两边不出刻线。以池版所指及立心为南，则四方正。”[3]
　　根据前述古籍引用情况，至宋代，营造筑室均是采用“土圭之法”立竿以观太阳光影，置望筒夜观星斗相互校核来定南北之向。用磁针来确定方向者未见正史记载。
　　在先秦时期，文献中已有磁石磨制司南、司南指南北的记载，其使用精度则不详。大概是天然磁石较难获取，加工不易，在唐代以前其使用未能普及。至宋代开始有人工制作磁针的方法出现，指南针的应用开始慢慢普及。指南针应用最广的是风水定向与航海。至明代中后期，西文现代天文学传入中国，中国开始对天文地理的认识有一个大的飞跃，一些光学仪器开始引入，观测定位的方式方法都有精度较大的提高，普及程度较低。在营造筑室实操中，还是用“土圭之法”传统方式定向较多。进入现代社会以来，大地测量系统的建立，在营造行业，才彻底改变了以“土圭之法”来定向的传统。在风水行业，直到目前还是绝大多数以罗盘定位。

三、罗盘三针思辨
　　罗盘三针已在第一部分作了简单的说明。风水界、文化界历来对罗盘三针诟病很多，一直没有各方比较认可的结论。
　　风水定向，有两大类。一类是以白天观察日影、夜晚观察星体运动来实现南北定向的目的。第二类是以磁针指向南北磁极的特性，用罗盘来测定南北方向。以观察天体来定向的方法比较烦琐，费时费工，遇到阴天，还不能观测，效率比较低。但是如果操作规范，用观测天体的方式来确定方向相对还是比较准确，受意外未知因素的影响较易控制。用磁针来测定方向方便高效，但是容易受一些意外的铁磁材料的影响，且不同时期，不同地点磁偏角都是在变化的，测量的精度不容易控制。
　　到唐未，这两种测量方向的方法相互比较时，杨筠松发现了磁偏角现象，将正针向顺时针方向转了7.5度进行调整（中针），以方便用磁罗盘测向时进行校正。至宋代，赖文俊发现磁偏角与唐代有很大的不同，将正针方向逆时针转7.5度进行调整（缝针）。同时由于后人不清楚中针原来设定的本意，在进行缝针调整的时候，还保留了中针。其实无论是杨筠松还是赖文俊都没有意识到（或者说从现存的记载中，不能说明他们已经意识到），各地的磁偏角是不一样的，不同的时期，同一地点的磁偏角也是不一样的。中针、缝针的前后转7.5度以校正磁偏角的作法只能适应特定地点特定的时期。两位祖师发明中针缝针之后，后人不加分辨，以为定法，应用于各地，延续几百年上千年不加调整，已经失去了调整磁偏角之本意。后人附会缝针以太阳定位，为太阳子午，天主动所以天盘缝针超前半个山向；中针指星体北天极，上测天星，下应山川地理分野，用于测定砂峰环境，地主静所以人盘中针后退半个山向。为什么是超前或退后是半个山向，而不是更多或更少一些？则不得而知。
　　三针中，地盘正针测出的方向，是当地的地磁线方向。在不同的地点，正针方向与地理子午的偏差（磁偏角）是不同的。
　　太阳子午（天盘缝针），是通过测量太阳日影而确定的南北向，直观上的感觉，在地球上任何地方，这个方向就是当地的地理子午线。后面，通过详细论证，理论上这个方法测得的方向与当地的地理子午向有极小的偏差（该偏差与测量当日的黄道纬度有差，最大的偏差约为0.1度）。不管在任何地点，以当地的磁力线方向（在不同时期、不同地点有漂移变动）顺时针转7.5度（参见第一节中天盘缝针的描述），来确定相对稳定的地球经线方位（太阳子午），这在逻辑上是不通的。
　　北极子午（人盘中针），是通过测量北极星（实际上是通过观测找出北天极诸星围绕旋转的一点）位置而确定的南北向，直观上的感觉，在地球的任何地方（在北半球这个范围内讨论，在南半球则看不到北极星），这个方向就是当地的地理子午线。本章后面对此也有证明。不管在任何地点，以当地的磁力线方向（在不同时期、不同地点有漂移变动）逆时针转7.5度（参见第一节中人盘中针的描述），来确定来确定相对稳定的地球经线方位（北极子午），这在逻辑上也是不通的。
　　在后面，将会陆续证明，以太阳来测定的方向，以星体绕天极旋转来测定的方向，其实是同一个方向，都是通过地球自转南北极的地理子午线。
　　目前，可以查到的三处历史典籍中，对罗盘三针的关系描述也有利于疏理相互之间的关系。
　　其一：北宋庆历元年（1041年）三月，司天监杨惟德撰成风水专著《茔原总录》，中有论及指南针及磁偏角：“客主取的，宜匡四正以无差，当取丙午针，于其正处，中而格之，取方直之正也。盖阳生于子，自子至丙为之顺；阴生于午，自午至壬为之逆；故取丙午壬子之间是天地中，得南北之正也。丙午约而取于大概。若究详密，宜曲表垂绳，下以重物坠之，照重物之心，□而□□一如□□之晕，绳以占号，二晷渐移，逢晕致□，自辰已至□未，申□□□□，真东而也。半折之，望坠物之下，则□南北之正中也。”[3]
　　文中“□□”者为藏本字迹分辨不清，但是仍然可以看明白，磁针只是测量大概的方向，精确的辨别方位的方法仍然是“土圭之法”。其中“盖阳生于子，自子至丙为之顺；阴生于午，自午至壬为之逆；故取丙午壬子之间是天地中，得南北之正也。”是利用阴阳五行来解释磁偏角的牵强附会之语。宋代，在都城附近，磁偏角就是北偏西约7.5度，这也是赖公中针人盘设立为地盘逆时针转7.5度的依据。如果是在杨筠松的时代，因磁偏角是北偏东7.5度，同样的理由，就得取午丁子癸为天地中了。实际上这个理由是与顺逆、南北正向没有必然逻辑关系，只是与磁偏角有关而已。
　　其二：《地理人子须知》卷七“正针缝针：地理之用，莫切于罗经。公刘迁豳面相阴阳，周公营洛而测景，卫文徙楚丘而揆日，此其矩矣。故《诗》曰"揆之以日"，又曰"既景乃冈"。其法以春分之日，立八尺之臬，以测其日出之景，表而正乎东；秋分之日，立八尺之臬，以测其日入之景，表而正乎西。至于南北，折量中平，架以十字之绳，准以方矩之尺，则东西南北四正适均。言天地大中至正之位者，莫是过矣。然此须历四时而后定。圣人以为不便夫民用，于是制土圭以代之，即今之罗经也。宜乎后之言罗经者，准之臬可也。奈何针所指，较于臬而偏丙，不相符合。是圣人又变而通之，立内外二盘，以针所指当子午之正，因名之曰正针；臬所测当壬子丙午两缝之间，因名之曰缝针。此所以有内盘、外盘、正针、缝针之不同耳。后世不知圣人制作之原，拟议于测，而又有金盘、铜盘，三七、二八，以至天盘、地盘之说，纷然杂出而莫之适从矣。要之，针法之多门，实由正、缝之弗辨也。今夫主正针者，以正为正，而曰"何有壬子丙午之偏？"主缝针者但知缝针之可用，而卒不能屈夫正针之说。此二家之所以争胜也。至为调停之说者，曰用正针以格来龙，用缝针以扦坐向，用三七、二八以消纳砂水。其诗曰："先将子午定来冈，次把中针来较量。更加三七与二八，莫与时师竞短长。"此曲诳四针之巧而已，针何异用于是耶！外此复有所谓测天用正针，测地用缝针；格龙穴以内盘，定砂水以外盘之说。不知地附于天，而所测不能以有异。龙穴砂水俱一理，而方位何以有内外之殊？此皆牵强，而非至当不易之论也。茍非究极其理，经涉之久，磨砺之多，而徒得于骤闻之顷，岂能以遽信缝针之为是哉！”[4]
　　文中明确指出因磁偏角的存在，磁针测出的方向与正南北有一定误差。因磁针测向方便简行，所以采用“土圭臬影”之法测出其与真南北之误差，用以作为调整的依据。如此才产生缝针的概念。至于中针缝针收山纳水之论，更是牵强附会，与风水吉凶之论相差已是天壤之别。
　　其三：《地理原真》不用罗经法：“不用罗经法定向也。因罗经不便或遗失，临将点穴，不知子午子方及来龙局法正与不正，合与不合，将如何？可用厚纸精确作罗经式，一面按十二地支写成十二向，于盘中画一天池，用一斜立于正中间使线吊正直按时宪书上之日行出入，如寅入戌或出卯入酉、出辰入申乃天地自然之理，如要点穴，非日即日入之时，照其子午用之可以不差也。”[2]
　　这里用的是天文历法算出的日出日落方位测定子午的方法，其测出的方位也是地理子午。
　　台湾当代风水大师钟义明著《地理实用集》[5]中摘录蒋大鸿注《归厚录》凡例有云：“盘法只用正针，二十四道向水皆准此立局。止忌干支交界之处，以防溷拢。其余诸盘层数，皆后人妄添，众说纷纭，徒乱人意，故悉删之。”蒋在鸿乃明代风水大家，在玄空风水的承上有巨大影响。上述引用部分，玄空风水宗师蒋大鸿明确指出，罗盘只用正针，缝针、中针之说均是牵强附会，已失先贤所传风水本义。
　　于希贤、于涌编著的《风水的理论与实践》[6]一书中指出：按现代天文学的理解，臬影子午与北天极子午，原则上应该是一致的。但是至今尚未发现有人做过严格的理论分析证明。
　　西人李约瑟所著《中国对航海罗盘研制的贡献》[7]中述及风水罗盘：“如果我们看一下近代的中国堪舆罗盘，就会发现罗盘上有三个同心圆：外面两个同心圆是重复了最内层一个圆上的24等分点，但是和内层圆的等分点是错开的，一个向东偏7.5度，另一个向西偏7.5度。按天文学南北方向的叫做“正针”，采用向东磁偏角圆周方位的叫做“缝针”，而偏西的叫做“中针”（很可能因为这一个圆在三个同心圆的正中间）。每样事实都表明了，这三个圆是磁偏角在中国顺序地向东和向西那时候保留下来的，像化石般的痕迹仍体现在罗经盘上。实际上，中世纪的史籍生动地描写了堪舆家们之间因此而争论对宅地和墓地位置，哪一个是更正确的方位。”李约瑟认为，风水罗盘中的地盘正针，应该指向地理上的南北向。所谓的中针缝针，都是历史上用于磁偏角的校正而出现。
　　在不同地区不同时期磁偏角不断变化的情况下，在罗盘上列出两圈固定为一左一右各偏偏7.5度的校正圈层，并且一直沿用几百年，是风水传承中的一个重大错误，也是历来对中针缝针诟病的根本原因。
　　如果从理论上证明臬影子午与北天极子午是重合的，那么就可以确认：缝针与中针的产生是由于磁偏角而产生的，用磁针测出方向后，必须加上磁偏角的调整，才可以确认找到地理子午线方向。既然是臬影子午与北天极子午是重合的，那么天主动、地主静，所以缝针超前半个山位、中针落后半个山位的观点就是错误的。在没有搞清楚杨筠松、赖文俊设置缝针、中针，调整磁偏角这一原始意图时，妄自揣测，附会阴阳理论，以图自圆其说，把本来简单的问题给复杂神秘化，并由此衍生出一些风水流派，给后人理清风水发展的脉络造成极大的困难。各个应用缝针、中针进行收煞纳水，或其它应用的风水流派，如果在定向这个最基础的层面都是错误的，后面其理论及应用也就站不住脚了。
　　我们的祖先，创立发展风水理论时，其所依据的天文模型是天圆地方，日月星辰出于东海，没于西海，以南北天极为轴，周而复始旋转不已。而今天我们已经知道，地球乃是太阳系的一颗行星，太阳是银河系的一颗恒星，日月星辰自东向西的旋转，乃是地球自转形成的视觉相对运动。今天天文学理论模型与五百年前（或一千年前）的认识，有着根本性的不同，我们的风水理论还是根据以前的天文模型而定，并没随着天文学的发展而作相应的发展、修正。通过现代天文地理学知识，对风水定向古法进行证明或证伪，是一条理清传承谬误的途径。

四、地盘正针是地理南北向
　　用测定太阳光影、星体旋转的方法定南北方向，受天气的影响比较大，阴天的时候就不能进行测量，并且在实际测量过程中，使用的工具复杂，时间长，应用的人力比较多，效率不高。以罗盘磁针测定方向，比以太阳光影、以星体旋转测定方向要方便高效。同时也带来一些问题，比如磁偏角在地盘正针中需要不需要校正？地盘正针中的南北向，是地理南北极子午还是磁南北极子午？在现存的各流派风水地理文献资料中，地盘的子午线大多为磁极子午线。进入现代，有李约瑟所著的《中国科学技术史》中指出：正针所指是天文上的南北（也就是地理子午线），至迟在公元八世纪上半叶所定[7]。
　　在磁针普及之前，测量方向以夜观星体，日测日影为准，尚无中针、缝针的概念，此时只有地盘的概念，并且地盘的正针南北方向指向地球自转的南北极（地理子午线，后文有理论上的证明）。从历史沿革来看，地盘正针的南北向也应该是地理子午线。不可能前面一直用地理子午线作为标准，用磁针了，就突然改为磁子午线了。
　　公元880的年后，杨筠松观察到当时的磁偏角东移，发明缝针加以调整。公元12世纪，赖文俊发现磁偏角西移，发明中针加以调整。在杨筠松之前，只有地盘正针。在汉代至杨筠松之前，没有发明磁针，只有司南指引大至的南北方向，精度极低且不普及，定向大多是以日影测定或以星体旋转来测定。而在汉代以前，所有的测定方向的方法均为按日影或星体的旋转变化来进行。当时的罗盘只有正针，中针、缝针的发明尚在其后，由此可以推论地盘正针指向地理南北极。在本文的后面，会从理论上证明，以夜观星体，日测日影，确定的南北向，就是通过观测点的地理子午线。一个时间上的关键节点就是在公元八世纪前后，磁针开始逐渐进入应用，也就是差不多在同一时间，杨筠松发现了磁偏角，在罗盘上加了一层缝针加以校正方位。从时间的先后顺序上，断然没有这样的道理：在应用磁针之前，应用日影、星体观测确定的地理南北极正针都是错的，磁针发明以后，指向的磁南北极正针才是对的。磁针的应用只是更简便快捷确定方向，而不是以磁针所指的方向作为一个标准。
　　一日之内，最大的阴阳便是白昼黑夜的变化；一年之内，最大的阴阳就是四季的更替。这些变化是地球自转、地球绕太阳公转而产生的。地球的自转是绕地理南北极，所以正针应该是指向地理南北极。风水是研究阴阳变化，气运流转的理论体系。这些阴阳变化与磁南北极没有直接的关系。在历史上，磁极是一直在变化的，有时北磁极可能会在北纬二十度以南，这个时候在中国的黄河流域，如果以磁南北极来定向，则整个方向体系全部陷入混乱。从这个方面来看，地盘正针也不可能是指向磁南北极，而是指向地理南北极。

五、人盘中针指向地理南北极
　　多个版本的风水典籍中指出，人盘中针子午指向北极星方位，以极星为依据。根据现代天文学的观察，北极星距离北天极有约一度的偏差，如果以指向北极星为准，则一日之内所观测的角度约有两度的左右摆动，这是不合常理的。因此，人盘中针指向北极星方位应该修正为指向北天极。传统观测天空星体的的工具为望筒。下图是望筒的示意图。



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　　图中圆环示意地球，直线AB示意为地球的南北极轴，A点为北天极方向。小长方形示意为望筒，望筒设于地球表面D点，支架垂直于地球表面，EF为望筒的观测轴线。C为地球的球心。
　　证明：
　　AB为地球自转的南北极轴线，所以BA指向北天极无穷远处；
　　当望筒的轴线FE指向北天极时，因北天极为无穷远处，与BA指向无穷远处的同一点，则望筒的轴线FE应该平行于地球自转南北极的轴线BA，即EF//BA；
　　记通过直线BA、EF的平面为M，则平面M与地球表面的交界线为通过地理南北极的大圆，此圆P即为地理子午线；
　　因C为地球的球心，D为立望筒的地球表面，所以C、D均在平面M内；
　　直线CD为地球的半径，所以CD垂直于地球的表面。望筒的轴线EF在平面M上，CD也在平面M上，所以EF在地球表面的投影与圆P是一致的；
　　所以：望筒的指向EF在地球表的投影就是地理子午线。

六、天盘缝针指向地理南北极
　　多个现代版本的风水典籍中指出，天盘缝针子午指向臬影方位，即日影方位，以太阳为依据。如前文所述，古代“土圭之法”之一为（《考工记》所载）：在地球的表面立一垂直标杆，日影最短时的日影指向为臬影子午；或者，在地球表面立一垂直标杆，观测日出日落的太阳方位，两个方位夹角的平分线即为南北向。下图为古代观测日影测方位的示意图。后面从理论上阐述：臬影子午与地理子午重合是不是重合，如果不重合，其偏差有多少？
　　以日影测定方位，最早有确切文字记录的，是成书于春秋时期的《考工记》。成书于公无前一世纪的《周髀算经》、《淮南子天文训》、北周甄鸾著《数术记遗》对此也有明确的记载与实际操作描述。前文对此已有引用。下图为《考工记》、《淮南子天文训》法式示意图。

地球绕太阳公转不是圆型，而是一个椭圆。其长半轴为：149，600，000 千米；短半轴：149，580，000千米，平均为149，590，000千米。其椭圆的偏心率极小。地球的自转轴与公转平面呈约66.34度的夹角，地球上一年四季的变化就是因这个夹角而产生的。地球是一个不规则球体，南北半球不对称，表面高低不平。但是与地球半径相比，地球表面的高低差相对还是比较小[8]。
　　为方便证明，我们做如下的简化：地球的自转是匀速的。假定地球绕太阳的公转轨道是一个半径为149，590，000千米的圆，地球为一个半径6371千米的标准球体。中国的大部分地区位于北回归线以北，中午太阳在观测者以北的情况不多，假定在整个观测时间段太阳均位于观测者所在点的天顶以南。太阳每天中午在地球上的直射点，为黄道在地球表面的投影。以下以《考工记》的测定方法作为操作规范，推导计算其测定出的方位与地理子午的偏差。
　　太阳直射点的纬度计算：

如上图，P点为北极点，A点为黄道的春分点，B点为黄道的秋分点，O为地球的球心。D为计算纬度时太阳在中午时的直射点。β为直射点的纬度。
　　因O为北极点，不难证明，OP垂直于赤道所在的平面。
　　过D点做垂直于赤道平面的垂线，交赤道平面于E。过D作垂直于OA的线，交OA于C。连接EC。
　　因DE垂直于赤道面与黄道面的交线，不难证明角DCE为黄赤夹角。
　　因DE垂直于赤道平面，所以DE垂直于OE。
　　EC=DE/ctγ;EC=OE*sinα;DE/OE= ctγ*sinα;
　　ctβ= DE/OE= ctγ*sinα;
　　β=ct-1(ctγ*sinα)
　　根据上述公式，在春分、秋分之时，β的变化率最大，每天约为0.4度，早上观测与晚上观测时（观测日出日落），太阳在纬度上移动约0.2度，这个差值，对观测定方位的结果有一定影响；在夏至冬至之时，上述曲线的变化率为零，早上观测与晚上观测时（观测日出日落），太阳在纬度上基本不移动，这个时候对观测结果没有影响；在其它时间段，对观测结果的影响介于二者之间。
　　如下图，不失一般性：Ｐ为北极点，设观测点A所处的位置为（WA,JA），WA、JA分别为观测点所处的纬度、经度。从A点观测日出时，太阳的位置在T1，T1在观测点A所在的平面（该平面在A点与地球相切）上，其在地球表面的直射点为B，B点的纬度为当时的太阳黄道位置。B点的经纬度为（WB，JB）。