航海时指南针的应用发生了哪些变化？
而为什么在北宋开始使用应该是根据航海技术发展起来的。
第一，先秦时期
殷商、西周时期，人们除了造船之外，还能制造风帆，乘风航行。甲骨文用“帆”代替“帆”，说明殷人在航海中已经使用了帆，但此时的帆主要用于陆地和河流上的航行。随着春秋战国时期各国航海活动的兴起，人们对航海的地理知识逐渐增多。中国东部测量的水域不同，分为“北海”(今渤海)、“东海”(今黄海)、“南海”(今东海)。人们得知“海纳百川”，开始沿海巡游。与此同时，人们在河流和航海的过程中，逐渐了解了风，借助风和帆航行。
先秦时期，人们不仅对风有所认识，还了解了一些云雨气象，如《尚书·洪范》中的“月从星来，则是风雨来”，这是人们在航海中注意天气变化而总结出来的经验规律。
这一时期，人们对海洋水文，尤其是潮汐有了一定的了解。例如，历史书《愚公》说，人们知道在涨潮时出海，并利用海洋来确定潮流的方向，然后顺流而下。
值得一提的是，在春秋战国时期，航海技术已经与天文学联系在一起。战国时期，人们已经对28颗恒星和部分恒星进行了定量观测，取得了可喜的成果。他们把航海和天文学结合起来，用北极星作为导航方位。战国时期发明了磁铁“司南”，但其用途主要是在陆地上定位脚。春秋战国时期，太阳和北极星主要用作海上导航符号。
总之，先秦时期的航海技术已经有了一定的基础，人们逐渐对海洋有了更深入的认识，对洋流、风、潮汐、海上天文气象都有了一定的了解。他们利用太阳和北极星作为海上航标，发明了测量海上天体高度的仪器。
二、秦汉时期
秦汉时期的远洋航行，人们开始有意识地利用季风进行导航。中国人掌握了西太平洋和北印度洋的季风规律，并应用于航海活动。事实上，东汉英勋在《风俗总意》中就提到“五月有梅花风，江淮以为是信风。”“梅花风”是指雨季后出现的东南季风。汉代人只有利用季风才能进行远洋航行。
秦汉时期的航海技术是在先秦时期天文导航的基础上进一步完善的。据《汉书·文艺》记载，西汉时期有关海上航行的星象书有12卷，海中五星经杂书22卷，达136卷之多，可能是中国海员在航行中总结出的天文经验和规律。它的内容应该是记录导航中的星座。
除了天文导航，地理导航和陆地定位在导航中也起着非常重要的作用。
在汉代，人们已经能够利用“重力差法”精确地测量海面上的地形和地貌。唐代李的《海岛精算》中记载，利用矩或表两次就可以求得海岛的高度和与船的距离，对后世海图的绘制和航程的计算产生了深远的影响。
在汉代，人们不仅仅局限于水面的波动，还能找出原因。在《论衡·徐庶篇》中，王充第一次将潮汐的成因与月亮的运动科学地联系起来，反映了人们对潮汐认识的进步，同时也有助于人们借助潮汐流航行进出港口。
总之，秦汉时期造船业发达，能够利用季风航行。天文和地理导航什么时候才能进一步完善，潮汐现象才能得到科学合理的解释？随着航海技术的进步，中国已经进入世界先进航海国家的行列。
三。魏晋南北朝
随着三国两晋南北朝时期造船业的发展，航海知识和技术进一步丰富和提高。
三国王镇所写的《周楠外物》描述了当时航行在南海的海船的航行技术:“其四帆非直向前，皆帆邪，遇有乘风，邪面取大气。”这一记载表明，当时中国南海的航海家们拥有视情况增减的四帆帆船，掌握了“以邪取气”的技术，并利用七帆帆船在印度洋航行。
随着三国以后航海活动的增多，西太平洋和印度洋的信风规律得到了认识和利用。
这一时期航海技术有所提高，也说明人们对航行海域的海岸地形有了初步了解，比如今天南海的珊瑚，天文导航技术也被采用。
第四，隋唐五代
隋唐五代时期，航海技术日趋成熟，人们能够熟练运用季风导航，天文和地理导航水平明显提高，潮汐也能进一步得到正确解释。
到了唐代，人们意识到来自北方日本海和南方南海的风有规律地来来去去，这种与航海有关的季风就成了“信风”。在伴随着这些信风航行的同时，人们已经能够正确地概括和总结它们来来往往的规律。比如易经到达东南亚的斯里兰卡，通过对南海季风、北印度洋季风、孟加拉湾等规律的认识和利用，乘船回国。
唐代天文定位的发展主要体现在大地测量方面，大地测量利用北极星的高度来确定南北距离的变化。开元时期，天文学家痛恨他们可以用“复矩”仪器测量北极星离地高度。虽然与实际数字有一定差距，但这是世界上第一次测量子午线，而且这种测量很可能用于航海。唐朝的航海家已经掌握了利用北极星的高度进行定位和导航。
和天文定位一样，隋唐时期的航海技术也得到了一定程度的提高。《广州通海一岛》中的航行方向、距离、时间都已经比较具体，对部分地区的地理位置或地形特征都有明确的描述，对远洋航行中的人工航标也有记载。特别是随着数学的进步，航海家们已经能够使用基于毕达哥拉斯定律相似性原理的“双差法”。
在《海之桃》中，作者窦恕深入研究了潮汐运动与月亮运动的同步规律，并对潮汐运动的成因、大小潮汐出现的时间、计算方法、潮汐周期的循环等作了详细的论述。后来的封演也对潮汐一月逐日的规律做了非常清晰的论述。
五、宋代
在宋代，指南针的广泛应用突出了导航技术的进步。
在宋代以前，航海导航一般以天象和天体为依据，夜晚以星宿引路，太阳靠着太阳辨别方向。到了北宋时期，航海技术有了重大突破，指南针的应用在南宋时期已经发展为指南针结构。随着精度的不断提高，在航海中的应用越来越广泛，比北宋时期更进步。它还促进了国内外海上交通的发展。
到了宋代，对航海图的描述已经很清楚了，比如的《宣和图经出使朝鲜》，以及赠送给金的海道图，都说明了当时航海图的发展。海上交通路线的发展为水文地图的制作创造了条件。海道图的出现是人类海洋知识不断积累的结果，人类进一步征服了海洋，发展了海上交通。提供了更多的技术工具和知识，在海洋地理识别和检测方面取得了很大进展。根据天气变化，可以确定方位，判断环境。我们学会了如何用长绳测量海水深度，从附着在锚地底部的海底沉积物判断航行位置和情况。此外，我们还可以乘着季风航行。其控制风力的技术也相当高，在海上航行安全方面也有一定的保障措施。信鸽作为海上运输工具，可以在水下修理船只，防止漏水和沉没。由于航海技术的不断提高，宋代对外海上交通更加安全，航向更加平稳，航行时间大大缩短，有利于国内外海上交通和贸易的进一步发展。