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| 現代の軍用コンパス、含まれる方向付けの照準装置 |
以下の文書は次の前半部の翻訳です。後半部は航海用以外の用途に関することです。
Compass - Wikipedia (コンパス、方位コンパス)
自然界に存在する磁石のことを英語ではロードストーン (lodestone) と呼びます。 英和辞典にはロードストーンに磁鉄鉱の訳語をあてていますが、正確には マグネタイト (magnetite) が磁鉄鉱に対応するようです。
日本語の Wikipedia の 磁気偏角では、 磁気偏角の英語を magnetic declinatio と magnetic variation としていますが、この翻訳ページでは、 magnetic declination を磁気偏角と訳し、magnetic variation を磁気変動と訳しています。 こうしないと、うまく文章がつながらないためです。
この翻訳は、(経度の決定が可能となる以前の) 羅針盤による海洋ナビゲーションがいつ頃始まったのかを知ることを目的としたものです。 しかし、羅針盤 (or コンパス) による海洋ナビゲーションには マルテロイオの方法 があり、これを使用するためには次が必要となります。
羅針盤 (or コンパス) + 三角法の表 + 砂時計 + ポルトラノ (「羅針盤方位 + 距離」の書かれたもの)
コンパスはナビゲーションと地理的位置確認 (geographical orientation) に 使用される基本方位 (cardinal direction、東西南北) を示す装置である。 これは普通、 コンパス・カード (compass card) やコンパス・ローズ (compass rose) の ような磁化された針などから構成され、 これが旋回して磁北の向きになる。 他の方法も使用でき、これには ジャイロスコープ (gyroscopes)、 磁気センサー (magnetometers) そして GPS 受信機 がある。
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| 現代の軍用コンパス、含まれる方向付けの照準装置 |
コンパスはしばしば角度を度 (degree) で表示する : 北は 0° に対応し、時計式に角度が増大し、東は 90°、南は 180°、西は 270° である。 この数値により、コンパスは方位角 (azimuth or bearing) を表示でき、これは普通、度で述べる。 磁北と真北の間の局所変動 (local variation) がわかれば、磁北の方向は真北の方向も与える。
古代中国の 四大発明 (Four Great Inventions) の中で、 磁気コンパスは、最初に占いの装置として早くも漢時代 (BC 206 年頃) に発明され、 後に 11 世紀の宋時代に中国人によりナビゲーションに採用された。 西ヨーロッパとイスラム世界に記録された最初のコンパスの使用は 1190 年頃に起きた。
磁気コンパスは最もなじみなコンパスの形式である。これは磁北へのポインター ―― 地方磁気の子午線 ―― として機能する。 というのは、その中心の磁針は地球の磁場の水平成分と自分自身をそろえるからである。 磁場は針にトルクを与え、針の北端、あるいは針の北極を 地球の北の磁極に引き、もう一つの磁極を地球の南の磁極に引く。 針は摩擦の少ない小さな旋回点の上に搭載され、 良好なコンパスでは宝石軸受け (jewel bearing) に載って容易に回転する。 コンパスを水平に持つと針が回転し、数秒後に振動が消え失せ、平行状態の向きに落ち着く。
ナビゲーションでは、地図の方向は通常、地理的な、あるいは真北を 参照して表示される。 この向きは、地球の回転軸である地理的北極の方向である。 コンパスが地球表面のどこにあるかに依存して、真北と磁北の間の角度 ―― 磁気偏角 (magnetic declination) と呼ぶ ―― は地理的場所により大いに変動する。 局所磁気偏角 (local magnetic declination) は大半の地図で与えられ、コンパスで地図を真北にそろえることを可能にしている。 地球の磁極の位置は時間と共にゆっくり変動し、 これは地球磁場の永年変化と言及される。 この効果により、最新の磁気偏角 (magnetic declination) の情報を持つ地図を使用すべきである。 磁気コンパスによっては、コンパスが真北を表示するように、磁気偏角 (magnetic declination) を手作業で補償する手段を含む。
ロードストーン (lodestone) の磁気の性質に対する 最も初期の既知の言及の 1 つは、 紀元前 6 世紀の哲学者の ミレトスのタレス (Thales of Miletus) で、彼は、ロードストーンが鉄や他のロードストーンを引き付けることを 発見したのは古代ギリシャ人であるとした。 磁石 (magnet, マグネット) の名称は アナトリア (Anatolia) の マグネシア (Magnesia) で発見されたロードストーンに由来するかもしれない。 古代インドの医学書の「ススルタ大医典」 (Sushruta Samhita) は人の体に埋め込まれた矢を取り除くために、 ロードストーンの磁性を使用することを記述している。
磁気に関する最も初期の中国文学の言及は、紀元前 4 世紀の本 「鬼谷子」 (Devil Valley Master ( Guiguzi)) に登場する。 紀元前 2 世紀の年代記の 呂氏春秋 (Lushi Chunqiu) に明白に記述されていることは 「ロードストーンは鉄を引き付ける」 (the lodestone makes iron come or it attract it)。
ある主張によれば、古代の 漢の最初のコンパスは ロードストーン ―― 天然で磁化された鉄鉱石 ―― で作られていた。 紀元前 2 世紀の中国の風水師 (geomancer) はロードストーンの磁性で実験をして、 予知のために 「南を向くスプーン」 を作った。 滑らかな青銅の板の上に置くと、スプーンは常に南北の軸に回転した。 これは動作することが示されたが、 考古学者は漢時代の墓でロードストーンで作られた実際のスプーンを発見しなければならなかった。 油の器で北を指す鉄製の魚を使用する類似のコンパスは、AD 4 世紀の南インドで登場した。
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| 漢時代のロードストーンコンパス (lodestone compass) のモデル |
後のコンパスは鉄の針をロードストーンで打つことによって作られ、 これは 1088 年までに 宋で登場し、 沈括 (Shen Kuo) により記述されている。 乾式コンパスは 1300 年頃に、中世ヨーロッパとイスラム世界で登場し始めた。 これは 20 世紀始めに液体を満たした磁気コンパスで取って代わられた。
現代のコンパスは通常、磁化された針あるいは目盛り板を、 液体で完全に満たしたカプセルの内部で使用し、 この液体はランプ油、鉱物油, 揮発油, 浄化灯油 (purified kerosene), あるいはエチルアルコールが普通である。 古いデザインは、 温度や高度により引き起こされる体積変化を可能にするために、 柔らかいゴムの隔壁や空気のスペースをカプセル内部に組み込んだが、 現代の液体コンパスによっては、より小さなハウジング (housing)、 [且つ/あるいは] 曲げやすいカプセルの資材を使用して、同じ結果を生じる。 カプセル内部の液体は針の動きを弱める役目を果たし、 振動時間を減らし、安定性を増やす。 コンパスの重要部分は、針の北端を含め、 リン光, 光ルミネセンス, あるいは自己発光物質によってマークされている。 コンパスを充満する液体は圧力をかけても圧縮しないので、 多くの普通の液体を充満したコンパスは随分深い水中でも正確に動作する。
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液体を充満した分度器コンパス、あるいは オリエンテーリング・コンパス & 吊るす紐 |
多くの現代のコンパスはベースプレート (baseplate, 台板) と分度器ツールを組み込み、 オリエンテーリング・コンパス, ベースプレート・コンパス, 地図コンパス あるいは分度器コンパス (protractor design) と言及される。 この形式のコンパスが使用するのは : 回転するカプセル内の分離した磁針、 針を磁北にそろえるための向き付けボックス (box) あるいはゲート (gate)、 地図の向き付け線を含む透明ベースプレート、 そして、角度測定用の単位でマークしたベゼル (bezel, 外側の目盛り) である。 カプセルは透明ベースプレートに搭載され、 後者は地図から直接方向を得る時に使用される移動方向指示器 (DOT (direction-of-travel) indicator) を 含む。
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カメンガ (Cammenga) 空気充満レンザチック・コンパス ([訳注 lensatic = lens + prism]) |
現代の オリエンテーリング・コンパス (orienteering compass) に見られる他の造作は : 地図の距離測定と位置をプロットするための、地図とローマ― (romer, [訳注：微調整用]) の目盛り、 盤面やベゼル (bezel, 外側の目盛り) の上の発光目盛り、 高精度で遠方のオブジェクトの方位を得るための色々な照準機構 (鏡、プリズムなど)、 ジンバル搭載、 異なる半球で使用するためのグローバル・ニードル ("global" needle, 地球針)、 コンパスの針を安定化するための特殊希土類磁石、 算術なしで直ちに真の方位を得るための調節可能な偏角 (declination)、 傾きを測定するための傾斜計のような装置である。 オリエンテーリングのスポーツにより、 極端に急速減衰、且つ安定する針を持つモデルの開発にもつながった。 この針は地形図を最適使用するための希土類磁石を利用する。 以上は、地形アソシエーション (terrain association) と呼ばれる陸上ナビゲーションのテクニックである。 ボートで使用し、常に変化する角度にデザインされた多くの海洋コンパスは アイソパー M (isopar M) やアイソパー L (isopar L) のような減衰液体を使用して、 針の急速な変動と方向を制限する。
数少ない国の軍隊 ―― とりわけ米国の軍隊 ―― は 針ではなく磁化したコンパス目盛りやカードの付いたフィールド・コンパスを支給し続けている。 磁気カード・コンパスは通常、光学式, レンザチック (lensatic, [lens + prismatic]) あるいはプリズムの 照準があり、これは使用者が コンパスをオブジェクトの向きに揃えると同時に、 コンパス・カードから方向あるいは方位角を読むことを可能にしている (写真を参照)。 磁気カード・コンパスのデザインは地図から方位角を直接得るために、 普通、分離した分度器ツールを必要とする。
US M-1950 軍用レンザチック・コンパスは、 減衰機構として液体を充満したカプセルではなく、 電磁誘導を使用して磁気カードの振動を制限する。 ディープウェル (deep-well, 深井戸) デザインが使用され、コンパスの精度を犠牲にせずに、カードを 8 度まで傾けることができ、 地球規模で使用することを可能にする。 電磁誘導の力は液体充満のデザインよりも減衰が少ないため、 摩耗を少なくするために、針のロックがコンパスに装備され 後部照準 / レンズのフォルダーの折り畳み動作 (folding action) で作動する。 空気を充満した誘導コンパスの使用は長年の間に下落した、 というのは、結露や水の侵入により、凍結温度や極端に湿気が高い環境で、 動作不可や不正確になるためである。
OS M-1950 (カメンガ (Cammenga) 3H) 軍用レンザチック・コンパス, Silva 4b Militaire, そしてスント (Suunto) M-5N (T) のように、 数少ない軍用コンパスは、放射性物質の トリチウムと 蛍光体の組み合わせを含む。 US M-1950 は自己発光照明 (self-luminous lighting) を装備し、 トリチウムを 120 mCi (millicuries) 含んでいる。 トリチウムと蛍光体の目的は、 放射線ルミネッセンス・トリチウム照明を経由して、コンパスの照明を提供することである。 これにより、コンパスを太陽や人工照明で再充電する必要がない。 しかしながら、トリチウムは半減期がたった 12 年であり、 新規に 120 mCi のトリチウムを含んでいるコンパスは、 12 年たつと 60 mCi、24 年で 30 mCi 等々である。 その結果、表示の照明は次第に消える。
船乗りのコンパスでは 2 個以上の磁石がコンパス・カードに恒久的に付属し、 コンパス・カードは旋回軸の上で自由に動く。 コンパス・ボウル (compass bowl) の目盛りであるコンパスの基線や 小さな固定した針はコンパス・カードの上で船の進行方向を示す。 伝統的にカードは 32 の点 (羅針方位 (rhumbs) と呼ばれる) に分割される。 もっとも現代のコンパスは基本方位よりも角度で目盛りが付けられている。 ガラスで覆われた箱 (ボウル (bowl)) は 羅針箱 (binnacle) 内で、宙づりのジンバルを含む。 これは水平位置を維持する。
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ギリシャの海洋液体コンパス, 照明用の追加の火芯室 (wick compartment) |
地質学コンパスの接近写真 |
磁気コンパスは温暖な緯度ではとても信頼できるが、地球の磁極の近くの地理的地域では 使用できなくなる。 コンパスが磁極の 1 つの近くに移動すると、磁気偏角 (magnetic declination) ―― 地理的北と磁北の間の違い ―― は大きくなる。 磁極に近い場所ではコンパスは特定の方向を示さずに漂い始める。 又、針は極に近づくにつれ、上や下を指し始める。 これはいわゆる磁気傾斜 (magnetic inclination) の理由である。 粗悪なベアリングを使用した安いコンパスは、 この理由から詰まって、間違った方向を示すかもしれない。
磁気コンパスは地球以外の磁場により影響を受ける。 局所環境は磁性がある金属鉱床や人工的源泉 ―― MRI, 大きな鉄・鋼の塊, 電動エンジンや強力な永久磁石 ―― を含むかもしれない。 電気的に伝導性のある物質は電気が流れると自分自身の磁場を作る。 磁気コンパスはこのような塊の近くではエラーになりやすい。 コンパスによっては外部の磁場を補償するために調節できる磁石を含んでおり、 コンパスをもっと信頼でき、正確にしている。
飛行機や自動車の中のコンパスは加速・減速によってもエラーを被る。 コンパスの置かれた地球の半球に依存して、 力が加減速すれば、コンパスは表示方位 (indicated heading) を 増減する。 補償磁石を含むコンパスは、とりわけこのようなエラーをしやすい。 というのは加速は針を傾け、磁石に近づけ・遠ざける。
機械式コンパスの別のエラーは回転エラー (turning error) である。 東や西向きから回転すると、コンパスは回転の後に遅延したり、 回転の前に先行する。 磁気センサーと ジャイロコンパスのような代替はこのような状況ではもっと安定する。
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| 沈み効果 (dipping effect) はコンパス・カードが北回転エラーで先行し (図 A)、 南回転エラーで遅延する原因となる (図 B) |
左に「親指コンパス」 (thumb compass) |
3 軸電子磁気センサー AKM8975,
AKM セミコンダクター |
「親指コンパス」(thumb compass) は オリエンテーリングで普通に使用されるコンパスで、 これは地図の読み取りと地形アソシエーション (terrain association) が最重要なスポーツである。 その結果、大半の親指コンパスは目盛りが最小、あるいは全然なく、 通常地図を磁北に合わせることのみに使用される。 大きすぎる長方形の針、あるいは北指示器は視認性を助ける。 親指コンパスはしばしば透明でもあり、オリエンテーリング参加者が地図をコンパスと一緒に持って、 コンパスを通して地図を見ることができる。 最良のモデルは希土類磁石を使用し、針の落ち着く時間を 1 秒以内にしている。
磁気誘導コンパスは 電磁誘導の原理を使用して方向を決定する。 地球の磁場が発電機の誘導磁場として作用し、 この測定可能な出力は方向に依存して変化する。
航空機に設置されている縦型カード磁気コンパス (vertical card magnetic compass) は、コンパスのコックピットでの読み取りの混乱を少なくしている時に、 少々の磁気沈みエラー (magnetic dipping error) を取り除く。 コンパス・ダイアルはシャフトに搭載されている磁石で制御される一連の歯車によって 駆動される。 減衰カップ (damping cup) に誘導される 渦電流も磁石振動 (magnet oscillation) を軽減する
時計、携帯電話などの電子装置に見出せる小さな電子コンパス ( eCompasses) は半導体の マイクロ電気機械システム (MEMS) コンパスで、 マイクロプロセッサーにデータを提供する通常 2, 3 個の 磁気センサー (magnetic field sensor) から構成されている。 しばしば装置は、方位に比例するデジタルやアナログ信号を出力する離散部品 (discrete component) である。 この信号はコントローラーあるいはマイクロプロセッサーにより解釈され、内部的に使用されるかディスプレー装置に送られる。 センサーは高度に調整した内部の電子装置を使用して、地球磁場に対する装置の反応を測定する。
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標準「ブラントン・ジオ」(Brunton Geo), 地質学者により普通に使用される。 |
ナビゲーション・コンパスとは別に、他の特別なコンパスも特別な用途に順応するためにデザインされてきた。 これに含まれるものに :
磁気を帯びた棒がコンパス建造時に必要となる。これを作るには、 鉄や鋼の棒を地球の磁場にそろえ、こねたり、打ちつけて作ることができる。 しかしながら、この方法では弱い磁石のみしかできないので、他の方法が好まれる。 例えば、磁気を帯びた棒は、磁気を帯びた鉄鉱石で鉄の棒を繰り返しこすって作ることができる。 この磁化した棒 (や針) をマサツの小さい平面に置き、自由に旋回させて磁場にそろえる。 次に北を指す端と南を指す端を区別できるように表示する。 現代の慣習では、典型的には北の端を何らかの方法で区別する。
もしも針をロードストーン等の磁石でこすれば、針は磁化され、 コルクや木の切れ端に挿入して、水の椀に浮かべるとコンパスになる。 このような装置は普遍的にコンパスとして使用された。 箱の形のコンパスが 1300 年頃に発明され、旋回する乾燥した針が付いていた。
元々、多くのコンパスは磁北、あるいは 4 つの基本方位 (東西南北) のみ目盛りを付けた。 後にコンパス・カードの周囲は、中国では 24 個、 ヨーロッパでは 32 個の等間隔の点に分割された。 32 個の点の表に関してはコンパス・ポイント (compass point) を参照 (未翻訳)。
現代には、360 度のシステムが定着した。 これは民間ナビゲーターにより今日でもなお使用されている。 「度」のシステム (degree system) は 360 個の等間隔の点をコンパス目盛りのまわりに時計回りに配置する。
19 世紀には、ヨーロッパの国によっては、この代わりに "grad" (grade あるいは gon とも呼ぶ) のシステムを採用し、 これでは直角は 100 grad になり、円は 400 grad である。 grad を 10 で割って円を 4000 decigrade にした、これは軍隊でも使用された。
大半の軍隊はフランスのミリエーム (millieme) システムを採用した。 これはミリラジアン (milliradian, 1 円周 6283 ミリラジアン) の近似である。 角度の測量、大砲の設置などの時には、 追加の精度のためにコンパス目盛りは 6400 ユニットあるいはミル (mil) に分割された。 軍隊の場合に、角度の 1 ミル (mil) は 1 キロメートルの距離でおよそ 1 メートルに対応する。 ロシア帝国は円周を半径と同じ長さの弦に分割して得られるシステムを使用した。 この各々は 100 個に分割され、円周は 600 になった。 ソビエト連邦はこれらを 10 個に分割して円周を 6000 ユニットに分割する、 通常これは「ミル」 ("mil") と翻訳する。 このシステムは以前の ワルシャワ条約機構の国々 ―― 例えばソビエト連合、東ドイツなど ―― に 採用され、しばしば反時計回りである (腕コンパスの絵 (下) を参照)。 これはなおロシアで使用されている。
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ソビエト軍の腕コンパス (wrist compass)、反時計式回り の 2 重目盛り、(腕時計のように) 60° , 及び 360° |
地球の磁場の傾き (inclination) と強度は緯度が異なれば変化するため、 コンパスは製造中にしばしば平衡を取り、文字盤と針を水平にし、針の引きずり (drag) を削除した。 大半の製造業者は 5 ゾーン中の各ゾーン用にコンパス針の平衡を取り、 北半球の大半に及ぶゾーン 1 から、オーストラリアと南の海洋のゾーン 5 まで及ぶ。 この個々のゾーンでの平衡は針の一方の端が過度に沈むことを防止する。 こうしないと、コンパス・カードが詰まり、読み取りエラーになる。
コンパスによっては特別な針の平衡システムを呼び物にし、 これが個々の磁気帯にかかわらず、磁北を正確に示す。 他の磁気コンパスには小さなスライドするカウンターウェイトが 針に設置されている。 スライドするカウンターウェイトはライダー (rider) と呼ばれ、 コンパスを、沈みが高いか低い磁気帯に 持ち込んだ時に、磁場の傾きで起きる沈みに対して、針を平衡させるために使用する。
どのような磁気装置とも同様に、コンパスは強力な局所電磁気の力は無論のこと、 近くの鉄の資材によっても影響を受ける。 荒野の陸上ナビゲーションで使用されるコンパスは、 精度に影響するため、鉄の金属オブジェクトや電磁場 (車の電機システム, 自動車エンジン, 鋼のピトン・システム (piton system) 等) の近くで使用してはならない。 コンパスは、トラック, 車などの機械化車両の近くで正確に使用することは、とりわけ困難であり、 よしんば組み込み磁石などの装置使用で逸脱を補正しても、こうである。 大量の鉄金属と、車両の点火・充電システにムよりオン・オフする電磁場を組み合わせれば、 一般に大幅なコンパス・エラーになる。
海上では船舶のコンパスは、 船の構造・装備の鉄・鋼で引き起こされるエラー ―― 偏差 (deviation) と呼ばれる ―― の補正をしなければならない。 船の進路が岸辺の固定点に向いている時に、船は (左右に) 揺れる (swing)、すなわち 固定点のまわりに回転する。 ナビゲーターがコンパス進路 (compass heading) と磁気進路 (magnetic heading) の間の 変換をするために、 コンパス偏差カード (compass deviation card) が用意される。 最初にコンパスの基線 (lubber line) が調節されて、船が移動方向に向けられ、 次に永久磁石の効果が、コンパスの箱の内部に取り付けた小さな磁石により補正される。 コンパスのまわりの強磁性資材の効果は、 羅針箱 (binnacle) のどちらの側にも搭載された 2 つの鉄のボールにより、 永久磁石とフリンダーズバー ( Flinders bar, コンパス修正磁桿) と共同して補正される。 係数 a0 は基線 (lubber line) のエラーを代表し、 一方 a1, b1 は強磁性効果を代表し、 a2, b2 は非強磁性成分を代表する。
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| 船の標準コンパスを含む 羅針箱 (binnacle), 2 つの鉄のボール、これは強磁性資材の影響を修正。 このユニットは博物館に展示 |
類似のプロセスは軽量一般航空機 (light general aviation aircraft) の コンパスの調整に使用され、コンパスの偏差 (deviation) カードは、計器パネル (instrument panel) 上の 磁気コンパスのすぐ上か下にしばしば恒久的に搭載されている。 フラックスゲート (Fluxgate) 電子コンパスは自働的に調整され、 正しい局所コンパス変動 (local compass variation) でプログラムして、真の進行方向を表示することもできる。
磁気コンパスは磁北を指し、これは真の地理的北極からおよそ 1000 マイルにある。 磁気コンパスの使用者は磁北を見つけて、変動 (variation) と偏差 (deviation) の補正をすることにより、 真北を決定できる。 変動 (variation) は真の (地理的) 北の方向と、 磁極の間の子午線の方向の間の角度として定義される。 大半の大洋の変動 (variation) の値は計算され、1914 年に出版された。 偏差 (deviation) は鉄と電流の存在により引き起こされる局所磁場に対するコンパスの反応を言及する。 これらはコンパスの注意深い位置決めと、コンパス自身の下に補償磁石を置くことにより、 部分的に補償できる。 船乗りはこれらの方法が完全に偏差 (deviation) をキャンセルしないことを長い間知っており、 既知の磁気方位を持つランドマークのコンパス方位を測定することにより、追加のステップを実施した。 彼らは船を次のコンパス・ポイントに向け、再び測定して結果をグラフにした。 このようにして補正表が作られる。 これはコンパスを使用して、この場所を移動する時に参照されることになる。
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地図上でコンパス目盛りを回転 (D - 局所磁気偏角) |
針がカプセルの底部の輪郭を描いた向き付け矢印と同じ向きにして重ねると、 移動方向の指示器コンパス・リングの度数 (degree figure) はターゲットへの 磁気方位を与える。 |
船乗りは随分正確な測定を心配する。しかし無頓着な使用者は 磁北と真北の違いに心配する必要はない。 極端な磁気偏角 (magnetic declination) の変動 (variance) (20 度以上) の場所を除いて、 短距離で望みの方向とは随分違う方に歩かないようにするのに十分である。 但し、随分平坦で、視認性が損なわれない限りのことである。 注意深く (時間あるいは場所の) 間隔と移動する磁気方位を 記録すれば、コンパスのみでコースをプロットして開始場所に戻ることができる。
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兵隊がプリズマチック・コンパス (prismatic compass) を使用して、方位角を得る。 |
地図と結合したコンパス・ナビゲーション (地形アソシエーション (terrain association)) には別の方法が 必要である。 分度器コンパスで、地図の方位あるいは真の方位 (磁北ではなく真北の参照で決まる方位) を得るために、 コンパスの端を地図に置き、現在位置と望みの目的地を結ぶ (情報によっては実際に線を引くことを勧めている)。 次にコンパス目盛りベースの方向線 (orienting line) を 実際の、あるいは真北とそろうように回転する。 このために、方向線をマークした経線 (あるいは地図の垂直マージン) と揃え、 コンパスの針を全く無視する。 その結果、真の方位あるいは地図の方位は角度指示線 (degree indicator) あるいは 移動方向 (DOT, director-of-travel) 線で読み取ることができ、これに目的地への方位角 (azimuth) (コース (course)) が 続く。 磁気の北方位あるいはコンパス方位が望ましければ、方位角を使用する前に、 コンパスは磁気偏角 (magnetic declination) に調整して、地図とコンパスが一致するようにしなければならない。 与えられた実例では、2 番目の写真の大きな山が地図の目的地として 選択されている。 コンパスによっては、局所磁場の偏角 (local magnetic declination) を補償するために目盛りを調整することができる。 もしも正確に調整すれば、コンパスは磁気方位ではなく、真の方位を与える。
現代の携帯用の分度器コンパスは常に、ベースプレート (baseplate、台板) に 刻み込んだ追加の移動方向 (DOT, direction-of-travel) の矢印、あるいは指示器がある。 コースあるいは方位角に沿った進展をチェックしたり、視認されるオブジェクトが実際の目的地 であることを保証するために、もし見えれば、新しいコンパスの読み取りのターゲットに追加してもよい (ここでは大きな山)。 ベースプレート (baseplate, 台板) で DOT 矢印がターゲットを指すようにした後で、 コンパスが向きづけられて、カプセルの中で針が方向矢印 (orienting arrow) に重ねられる。 その結果、指示される方位はターゲットへの磁気方位である。 再び、もしも真の方位、あるいは地図の方位を使用して、 コンパスが前もって調整した偏角 (declinatio) をあらかじめ整えていなければ、 磁気偏角 (declination) を追加に加減して磁気方位を真の方位に変換しなければならない。 磁気偏角 (declination) の正確な値は場所に依存し、時と共に変化する。 もっとも磁気偏角 (declination) 自身は頻繁に地図自身に載ったり、色々なサイトで オン・ラインで入手可能である。 もしもハイカーが正しいルートをたどっていれば、コンパスの補正された (真の) 指示方位は、 それ以前に地図から得られた真の方位に密接に対応すべきである。
コンパスは水平面に置き、針がコンパスのケースに取り付けた軸受けに静止、あるいは 吊るされているようにすべきである。 もしも傾いていれば、針はケースに触れて自由に動かず、正確に磁北を 指すことがなく、表示がエラーになることがある。 針がうまく水平になっているかを見るために、針を密接に眺め、少し傾けて針が両側に揺れ、 コンパスのケースに触れていないことを確かめる。 針が一方向に傾けば、コンパスの針が縦方向に水平になるまで、反対側にわずかにそっと傾ける。 コンパスの周囲で避けるものは、あらゆる磁石とあらゆる電子機器である。 電子機器の磁場は簡単に針を阻害し、これが地球の磁場と揃うのを邪魔し、読み取りが不正確となる。 地球の自然な磁力は随分弱く、0.5 ガウスで、家庭の電子機器からの磁場は簡単にこれを越えることができ、 コンパスの針を圧倒する。 強い磁石にさらされると、あるいは磁気干渉により時々コンパスの針の磁極が異なり、 あるいは反転することさえある。 コンパスを使用する時に、鉄が豊富な鉱床 ―― 例えばマグネタイト (Magnetite) のような磁気のある鉱物を含むある種の岩 ―― を避けよ。 これは、しばしば暗く、金属的光沢をもつ表面を持つ岩により示されるが、 すべての磁力がある金属を含む岩はこの兆候があるわけではない。 岩もしくは地域がコンパスに干渉しているかを見るためには、この場所を離れ、コンパスの針が動くか否かを調べる。 もしも動けば、コンパスがこの以前にいた地域もしくは岩が干渉を引き起こしており、避けるべきである。
磁力の使用以外に北を見つける方法があり、 ナビゲーションの観点から、全部で 7 つの方法が存在している (磁力は 7 つの方法の 1 つである)。 残りの 6 つの原理の 2 つを使用する 2 つのセンサーは、しばしばコンパスと呼ばれ、 ジャイロコンパス (gyrocompass) と GPS コンパス (GPS-compass) である。
ジャイロコンパス (gyrocompass) は ジャイロスコープ (gyroscope) に類似する。 これは磁石を使用しないコンパスで、地球の回転を利用するために (電力使用の) 高速回転の車輪と摩擦力を使用して真北を見つける。 ジャイロコンパスは船で広く利用される。これらは、磁石によるコンパスよりも 2 つの主な利点がある。
大きな船は典型的にはジャイロコンパスに依存し、磁気コンパスはバックアップとしてのみ使用する。 ますます電子フラックスゲート・コンパス (electronic fluxgate compasses) がより小さな船で使用されている。 しかしながら、磁気コンパスは、なお広く利用されている。 というのは、これは小さく、単純で信頼できる技術を使用し、比較的安く、 GPS を使用するよりも簡単に使用され、エネルギーの供給の必要がなく、 GPS と違い、電子信号の受信を妨げるオブジェクトに影響されない。
GPS 受信機は別々に搭載された 2 つ以上のアンテナを使用し、 イニシャル・モーション・ユニット (IMU, initial motion unit) とのデータをブレンドして、 進行方向精度で 0.02° を達成することができ、ジャイロコンパス・システムのように、 起動時間を時間の単位ではなく、秒の単位で実現する。 この装置は地球上のアンテナの位置 (緯度、経度、高度) を正確に決定し、ここから基本方位が計算される。 これらは主に海と航空の応用のために製造され、 船の縦揺れ (pitch, ピッチ) と横揺れ (roll, ロール) も検出できる。 小さな携帯用の GPS 受信機で 1 つのアンテナしかないものでも、 移動すれば、よしんば歩行速度でも、方向を決定できる。 地球上の位置を数秒離して正確に決定することにより、 装置は速度と (真北に相対的に) 移動方向の真の方位を計算できる。 しばしば、乗り物 (vehicle) の先頭部分が指す方向よりも、 実際に移動する方向を測定する方が望ましいことがある。 これらの方向は横風や潮流により違い得る。
GPS コンパスはジャイロコンパスと主な利点をわかちあっている。 これらは真北を決定し、磁北ではない。そして地球の磁場の動揺に影響されない。 付け加えると、ジャイロコンパスと比較すると、これはずっと安く、北極・南極でも良好に動作し、 機械的振動に影響されにくく、はるかにずっと速く初期化できる。 しかしながら、これは GPS 衛星の機能と通信に依存し、電子攻撃や 深刻な太陽風の影響で疎外される。 ジャイロコンパスは軍事目的には使用されたままである (とりわけ潜水艦があり、 ここでは磁気コンパスと GPS コンパスは無益である) が、大まかには民政用では GPS コンパスに取って代わられ、 磁気コンパスはバックアップである。