磁羅盤
垂直刻度羅盤由於磁羅盤依據磁力原理工作，飛行員對於磁力至少有個基本的理解是有益的。一個簡單的條狀磁體有兩個磁力中心，它們稱為磁極。磁力線從每一極全向流出，最後彎曲返回到另一極。這些磁力線穿過的區域稱為磁場。處於討論的目的，磁極命名為“北極”和“南極”。如果兩個磁體放在一起，那么一個磁體的北極就會吸引另一個磁體的南極。有證據表明圍繞地球周圍有磁場，磁羅盤的設計套用了這個理論。很像在地球兩極地面以下幾百英里有一個巨大的磁體。
地球繞這地理南極和北極形成的軸旋轉。這些地點也稱為真南極和真北極。另一個是磁南極和磁北極形成的軸。磁力線從每一個磁極的所有方向流出，最終返回到相反的一極。羅盤和地球的南北極磁場形成的磁軸對齊。
磁力線的垂直分量在赤道上為0，在磁極位置為100%全部的力。如飛機上的磁羅盤，如果磁碟指針保持順著這些磁力線，垂直分量就會導致指針的一端傾斜或者偏轉。偏轉程度隨著指針越來越靠近磁極而增加。就是這個偏轉或者傾斜才導致磁羅盤很大的誤差。
磁羅盤結構簡單，它經常是飛機上唯一的一個尋找方向的儀表。它包含兩個固定於浮子上的磁鐵指針，圍繞這個磁性指針安裝了個刻度盤。指針是平行的，它的北極端指向相同的方向。
羅盤刻度的字母標出了主要的航向，每30度間隔用一個數字標出，最後的0度被忽略。例如，30度在刻度盤上表示為3，而300度表示為30。在這些數字之間，刻度盤按5度分度。磁羅盤是所有飛機必需設備。它用戶設定迴轉儀的航向指示儀，糾正進動，航向指示儀故障時它作為備用設備。
較新設計的羅盤是垂直刻度盤型羅盤，極大的降低了舊式羅盤設計的固有誤差。它包含一個可旋轉刻度盤上的方位角，和類似航向指示儀的固定式縮微小飛機來準確的表示飛機的航向。這種表示很容易讀，飛行員可以看到和航向有關的360度刻度盤。這種設計使用渦電流阻尼【通過磁場相互作用的降幅式振盪器】來使得轉彎時的領先或者延遲最小。
原理
方位角
方位角是指衛星接收天線，在水平面做0°－360°旋轉。方位角調整時拋物面在水平面做左右運動。通常我們通過計算軟體或在資料中得到的結果應該是以正北方向(約地磁南極)為標準，將衛星天線的指向偏東或偏西調整一個角度，該角度即是所謂的方位角。
至於到底是偏東還是偏西，取決於接收地與欲接收衛星之間的經度關係，以我們所在的北半球為例，若接收地經度大於預接收衛星經度，則方位角應向南偏西轉過某個角度；反之，則應向東轉過某個角度。正北方向用指南針來測定，但是由於地理北極和地磁南極並非完全重合，所以選好方位角之後還得做一些修正才有可能接收到最強的衛星信號。在地平坐標系中，通過南點、北點的地平經圈稱子午圈。子午圈被天頂、天底等分為兩個180°的半圓。以北點為中點的半個圓弧，稱為子圈，以南點為中點的半個圓弧，稱為午圈。在地平坐標系中，子午圈所起的作用相當於本初子午線在地理坐標系中的作用，是地平經度（方位）度量的起始面。
航向指示儀
航向指示儀的運行依據於空間剛性的原理。轉子在一個豎直平面內旋轉，被固定到一個羅經刻度盤的迴轉軸。因為轉子保持空間內的剛性，卡上的點在空間內保持相對於垂直平面的相同位置。當儀表盒子和飛機繞垂直軸旋轉時，羅經刻度盤提供清除準確的航向信息。
由於摩擦力產生的進動，航向指示儀會從一個航向緩行或漂移到設定的航向。在其他因素中，漂移量極大的依賴於儀表的狀況。如果齒輪用舊了，有灰塵，沒有正確潤滑，漂移會過量。航向指示儀中的另一個誤差是由於陀螺儀是空間導向的這個事實導致的，地球在空間上的旋轉是每小時15度。因此，摩擦力產生的進動要被削弱，航向指示儀每小時的運行可能多達15度的誤差。
羅盤誤差
儘管說地球磁場有南極和北極，但是地球的磁場極和它的地理極是不一致的，在航圖製作中使用地理極。進而，在地球表明的大多數地方，尋找地球磁場的方向敏感的鋼指針就不會指向真北極，而是指向磁北極。而且，礦藏或者其他情況導致的局部磁場會扭曲地球的磁場，給以磁北極為參照的磁化指針在尋找磁北極方向時帶來額外的誤差。
磁羅盤參照的磁北極和真北極之間的角誤差是變化的。連線相同偏差值的點的線稱為等偏角線。要把真航線或者航向轉換為磁航向，向東減去偏差，向西增加偏差。從磁航向轉換到真實航向時步驟相反。
除了地球產生的磁場之外，飛機內的金屬或電子附屬檔案也會產生其他磁場。這些磁場會扭曲地球的磁場力，導致磁羅盤指針擺動離開正確的航向。這個誤差稱為羅盤偏差。製造商在羅盤盒子內安裝了補償磁體來降低偏差的影響。當發動機運行和所有電子設備工作時，磁體通常是被調整過的。但是，完全消除偏差誤差是不可能的；因此在路盤邊上安裝了羅盤糾正卡。這個卡用於糾正從一個航向向另一個航向磁力線在不同角度時發生的相互影響。
