いまの私たちなら、方位磁針（コンパス）を使うのが簡便です。ただし、よく知られているように、磁針が指す磁北は、地球の自転軸の延長方向である真北とは一致しません。奈良や京都では、真北から７度ほど西にずれています。この差は地域や時代によって異なりますが、６～８世紀ではさらに大きく、西日本では平均して10～15度も西へずれていました。したがって、古代に磁北を測って方位を定めたのでないことは確実です。 

　次に思いつくのは、北極星を測ることでしょう。現在の北極星（ポラリス＝こぐま座α星）は真北にかなり近い位置にありますので、これを利用するのが真北の測定法としてはもっとも簡便です。実際、古代にも北極星で真北を求めたと主張する人がいます。 

　ところが、北極星はずっと同じ位置にあったわけではありません。コマが首を振るように、地球の自転軸は約25,800年の周期で動いており（歳差さいさ運動）、現在の北極星が北の指標となったのは大航海時代（15世紀）以降といわれています。それ以前は、紀元前1,100年頃にコカブ（こぐま座β星）、紀元前2,800年頃にはトゥバン（りゅう座α星）が北極星の役割を果たしていました。しかし、古代の日本に、北極星にあたる星は存在しなかったのです。 

　ではどうやって方位を測ったのかというと、まず間違いないのは太陽を利用する方法です。地面に棒を垂直に立て、それを中心に円を描きます（全周させなくてもかまいません）。午前と午後の２回、棒の影の先端が円周上にくるときがありますが、その２点を結べば、ほぼ正確に真東西となります。この方法は、古くから『周礼しゅらい』をはじめとする中国の書物に記され、簡単なうえに精度もよいことが実験でも確かめられています。日本へは、そうした書物や朝鮮半島からの渡来人をつうじて伝えられたのでしょう。 

　ですから、方位の測定では、まず東西線を決め、そこから直角に振り出すことで南北線を定めたと考えられます。そのさいに、各辺の長さが３：４：５の直角三角形（勾股弦こうこげんの法として広く知られていました）を利用したことは確実です。７世紀の奈良盆地には、横大路よこおおじという東西道路と、上ツ道かみつみち・中ツ道なかつみち・下ツ道しもつみちという等間隔の南北道路が存在していました。最初に横大路が設定され、３本の南北道路はそれと直交するようにつくられたものと思われます。