唐代開元年間天文學家憎一行已可以利用“復矩”儀器來測量北極星距離地面的高度，雖與實際數字有一定的差距，但這是世界首次對子午線的實測，而且這種測量術很可能已經在航行中使用。

人類最早被髮明的航海工具是羅盤，也就是指南針的雛形，人們在天氣情況惡劣，無法看到太陽和北極星，也不知道船首駛向何方，航海者就會在一塊磁石摩擦一個鐵針，使其產生磁性。

古人還在船上利用牽星板來觀察某一星辰的高度，藉以確定船隻所在的地理位置。特別是在深海中，地形水勢難以提供有效的識別，無所憑依，往往以天象來確定航位。

指南針的前身——“司南”早在戰國時即已問世。但是這種由天然磁石加工而成的圓勺形測向器，顯然不適於在波濤顛蕩的海洋上應用。

到了宋代，由於科技水平的全面提高，特別是由於人工磁化技術的出現，才使這些劃時代的導航儀器的誕生成為可能。

北宋人所謂指南針“常微偏東”或“常偏丙位”（即正南偏東15度），表明當時已認識到地磁偏角的存在。

這對於提高船舶的導航精度具有重大意義，比1492年哥倫布在橫渡大西洋到達“新大陸”時的同樣發現，早出4個世紀以上，是古代中國磁學與導航技術走在世界前列的明證之一。

當然，羅盤針在當時已成為主要的一種航路指南手段，這是元代地文航海技術的重大進步之一。羅盤針的應用，在世界航海史上上一件劃時代的大事。

中國磁羅盤的發明及在世界上的廣泛應用，使西方中世紀的海圖與航海技術發生了根本的變革。