某一地理位置的磁偏角是该位置处磁北方向和真北方向（地理北方向）的夹角。如果磁北方向在真北方向以东，磁偏角为正，如果磁北方向在真北方向以西，磁偏角为负（图1），A为P点到Q点的大地方位角（或叫真北方位角），γ为P点到Q点的磁方位角，P点的磁偏角D为：

D=A - γ（3）

即某一个地理位置处的磁偏角等于这个位置到别一个位置的大地方位角和磁方位角之差。

而磁方位角则是指磁北方向到标志方向的顺时针夹角，必须有另一个确定的点作为标志点。在图1中，P到Q的磁方位角，是指以P为原点，从P点的磁北方向起算，顺时针旋转到P和Q的连线，所经过的角度。所以，磁偏角是指某一个点的磁偏角，而磁方位角则指一个点到另一个点的磁方位角。磁偏角有正值，也有负值，而磁方位角在0～360°之间。由于磁北方向是随时在变化的，磁偏角和磁方位角也是随时在变化的。

磁北方向到标志方向的顺时针夹角叫磁方位角，本文用γ表示。

如图2，A为测点，B为标志点，α为DI仪水平度盘零方向到标志方向的夹角（标志读数），β为DI仪水平度盘零方向到磁北方向的夹角（磁北方向读数），这时α>β。α-β为磁北方向到标志方向的夹角（A到B的磁方位角），记为γ：

γ=α-β（4）

显然，γ值不随DI仪水平度盘零位置而改变。

图1 磁偏角（D）和磁方位角（γ）示意图Fig.1 Schematic diagram of magnetic declination（D）and magnetic azimuth（γ）

图2 磁方位角测量和磁偏角（D）比测示意图Fig.2 Schematic diagram of magnetic azimuth measurement and magnetic declination（D）comparison measurement

如果B为测点，A为标志点，α为DI仪水平度盘零方向到标志方向的夹角（标志读数），β为DI仪水平度盘零方向到磁北方向的夹角（磁北方向读数），这时α<β。α-β为磁北方向到标志方向的夹角（B到A的磁方位角），记为γ：

γ=α-β=（α+360°）-β=（360°-β）+α（5）

显然，γ值也不随经纬仪度盘零位置而改变。磁方位角γ表示为：

磁方位角是随着时间变化而变化的。

磁方位角的测量需要在测桩外约200~250 m左右的地方设置一个标志点^[19-20]。然而同一个位置，不可能同时架设两台仪器，进行标志观测。解决这个问题，是采用同步交换法进行的：在比测场地上，有相距约200~250 m的两个测桩A、B，标准仪器在A测桩，工作仪器在B测桩。仪器均需对中，调平，固定。标志即为对方仪器的目镜，即测A到B的磁方位角时，标志为B桩仪器的目镜，测B到A的磁方位角时，标志为A桩仪器的目镜。将望远镜旋转垂直于地面，使目镜朝上，最好垂直盘面向对方仪器，并锁住旋转螺旋，目镜即为对方仪器的观测标志。目镜的直径有2.1厘米，仪器描准目镜时，用竖丝的单丝相切于目镜左边缘，读得一个水平度盘读数，再用竖丝的单丝相切于目镜右边缘，再读得一个水平度盘读数，这两个数的平均值就是标志读数。交换仪器后，标准仪器在B测桩，工作仪器在A测桩，标志也为对方仪器的目镜。

（1）在没有电磁干扰、平整、相互通视、方便架设仪器和观测、相距约200~250 m的测桩A和测桩B处，一组人员在A测桩处架设好脚架，并对中、调平、固定好标准仪器，同时另一组人员在B测桩处架设好脚架，并对中、调平、固定好工作仪器。

（2）将在B测桩的工作仪器望远镜旋转在垂直位置，并使目镜朝上，最好重直盘对着A测桩方向，将水平旋扭和垂直旋扭拧紧。这个过程叫做为A点竖标志。

（3）磁北方向测量前的标志观测。标志的观测，在测磁北方向前后各观测一次，每次读4个数。在A测桩用标准仪器瞄准B测桩工作仪器的目镜，读取水平盘读数，共读4个数：垂直盘在左位置，使望远镜竖丝的单丝切到目镜左边缘，读得水平盘读数A1，再切到目镜右边缘，读得水平盘读数A2，垂直盘在右位置，使望远镜竖丝的单丝切到目镜左边缘，读得水平盘读数A3，再切到目镜右边缘，读得水平盘读数A4。这样，测磁北方向前，标准仪器在A测桩，度盘0位置到B测桩的方向α_标A前 为：

α_标A前 =(A1 + A2 + A3 + A4)/4（7）

同样地，工作仪器在B测桩，磁北方向测量前的标志观测，使A测桩作为标志点，在B测桩用工作仪器瞄准A测桩标准仪器的目镜，垂直盘在左位置，用望远镜竖丝的单丝切到目镜左边缘和右边缘，分别读得水平盘读数B1和B2，垂直盘在右位置，用望远镜竖丝的单丝切到目镜左边缘和右边缘，分别读得水平盘读数B3和B4。测磁北方向前，工作仪器在B测桩，度盘0位置到A测桩的方向α_工B前为：

α_工B前 =( B1 + B2 + B3 + B4 )/4（8）

（4）磁北方向观测。把A测桩上的标准仪器， B测桩上的工作仪器的望远镜都精确地调在水平位置并锁住。标准是：水平旋转经纬仪到任意方向，垂直盘的读数都是90°00.0´。然后两台仪器都分别在垂直盘北探头向上、垂直盘南探头向上、垂直盘南探头向下、垂直盘北探头向下四个位置，旋转经纬仪并调节水平螺旋，使磁通门显示器为零，同时读取标准仪器在A桩、工作仪器在B桩的水平度盘读数β_标A1 、 β_标A2、 β_标A3、 β_标A4、β_工B1、 β_工B2、 β_工B3、 β_工B4 ，标准仪器在A桩测得的磁北方向β_标A，工作仪器在B桩测得的磁北方向β_工B分别按下式计算：

β_标A =( β_标A 1 + β_标A2 + β_标A3 + β_标A4 )/4 - 9 0°（9）

β_工B =( β_工B1 + β_工B2 + β_工B3 + β_工B4 )/4 - 90°（10）

（5）磁北方向测量后的标志观测。重复过程②，③，并分别算得测磁北方向后，标准仪器在A桩，度盘0位置到B点的方向α_标A后，以及测磁北方向后，工作仪器在B桩，度盘0位置到A点的方向α_工B后。最后再算得标准仪器在A桩的标志读数α_标A以及工作仪器在B桩的标志读数α_工B

α_标A =(α_标A前 + α_标A后)/2（11）

α_工B =(α_工B前 + α_工B后)/2（12）

（6）分别计算标准仪器在A桩的磁方位角γ_标A，工作仪器在B桩的磁方位角γ_工B ：

γ_标A=α_标A - β_标A（13）

γ_工B=α_工B - β_工B（14）

（7）将A测桩的标准仪器和B测桩的工作仪器调换到对方脚架上（特别注意：两个脚架是不能动的）并对中、调平、固定好仪器。重复以上②-⑥步骤，得到标准仪器在B测桩的磁方位角γ_标B ，工作仪器在A测桩的磁方位角γ_工A ：

γ_标B=α_标B - β_标B（15）

γ_工A=α_工A- β_工A（16）

其中，α_标B表示标准仪器在B桩的标志读数， α_工A表示工作仪器在A桩的标志读数。β_标B表示标准仪器在B桩的磁北方向值，β_工A表示工作仪器在A桩的磁北方向值。

（8）计算仪器差，工作仪器相对于标准仪器的仪器差定义为：

δ_D =( γ_标A - γ_工B + γ_标B–γ_工A)/2（17）

也即：

δ_D =[( γ_标A–γ_工A)+( γ_标B - γ_工B ) ]/2（18）

根据公式（18），磁偏角的仪器差是两台仪器在同一个位置，测量同一个标志的磁方位角之差，而不是磁偏角之差。两台仪器互换交换，是为了消除地磁场日变化的影响，并且两台仪器在A测桩和在B测桩的仪器差取平均，这样结果更准确一些。

如2.3.1所述，磁偏角是磁北方向和真北方向的夹角，磁北方向在真北方向以东，磁偏角为正，磁北方向在真北方向以西，磁偏角为负。所以，当δ_D为正，即δ_D>0，说明标准仪器测得的磁方位角大于工作仪器测得的磁方位角，根据公式（3），D=A-γ，（A是测点到标志的大地方位角，一旦标志点确定，A就是一个常数。）标准仪器测得的磁偏角小于工作仪器测得的磁偏角，或者说工作仪器测得的磁偏角大于标准仪器测得的磁偏角，要归算到标准仪器的测值，需要减去δ_D；当δ_D为负，即δ_D<0，说明标准仪器测得的磁方位角小于工作仪器测得的磁方位角，也即标准仪器测得的磁偏角大于工作仪器测得的磁偏角，或者说工作仪器测得的磁偏角小于标准仪器测得的磁偏角，要归算到标准仪器的测值，需要加上一个正数，即减去δ_D。

结论，无论仪器差δ_D是正还是负，测量磁偏角（D）时，工作仪器测值都要减去仪器差δ_D，才相当于标准仪器的测值。

以上对总强度仪器差δ_F、磁倾角仪器差δ_I、磁偏角仪器差δ_D的论述，可以丰富流动地磁测量规范，使流动地磁三分量测量更加科学和完善。