现存的北京中轴线，是当年建造元大都的时候就确定下来的，后来历经明清两代都城未曾改变。当年的元朝重臣刘秉忠在规划设计元大都时，首先就确定了中轴线的位置，那就是今天的永定门、正阳门、天安门、端门、午门、太和殿、神武门、地安门鼓楼、钟楼正门的门缝连接线。
故宫就是以此中轴线的位置次第铺展建造的。换句话说，元、明、清三代历朝皇帝的龙椅就摆在这条中轴线上。如果中轴线的指向不是正南正北，岂不是说，皇帝的龙椅都坐歪了?上个世纪50年代，北京的一次施工中，曾在中轴线的两个不同的地方分别挖出一只石鼠和一匹石马。在中国古代的天干地支中，子为鼠，午为马，这也就暗示着中轴线实际就是沿着子午线的方向。但是，有一个叫夔中羽的老先生，却在8年前发现事情有点儿不太对劲儿。这位老先生不简单，已经75岁了，退休前是中国测绘科学研究院研究员，国务院特殊津贴获得者，在“两弹一星”工程中都作出过贡献。
2004年的时候，夔中羽为了设计航空拍摄北京中轴线建筑的准确飞行路线，拿了巨幅的《北京卫星影像图》和《北京航空影像图》仔细观察。后来他回忆说，当他的目光沿着中轴线一路北上时，“不知不觉的，脑袋有点儿向左歪。”对于有着多年丰富测量工作经验的夔中羽来说，这一点偏离逃不过他的眼睛。在多年科研工作中养成了严谨作风的夔中羽特意找到了中国地图出版社的负责人。那位负责人告诉夔中羽，其实早在上个世纪50年代，北京的规划部门在测量中就发现了中轴线偏离子午线的事实。由于偏离得不太多，一般市民根本感觉不出来，这个事儿也没有对外说。
实测中轴线偏了2度多
夔中羽找来了大比例尺北京地形图。在地图上选择了北京中轴线上的南端永定门桥、北端钟楼和中间的地安门十字路口中心等几个点，进行量测。经地图上量测作业得知：北京中轴线与子午线的夹角为2度十几分。夔中羽还特意在永定门城楼下向北的甬路上，做了一次“立竿见影”试验。他们在甬路中央设立了一根2米长的杆子。由杆子的下面，沿甬路中心线向北，粘上一条长6米的黑胶带，代表中轴线的指向。当太阳经过永定门上中天时，杆子的影子就是永定门子午线。而太阳经过上中天的时间，是在电台播出“北京时间中午12点”的时号上。结果是，子午线影子与中轴线黑胶带之间确实有一个夹角，这个夹角也是2度十几分!
早在唐代，中国人就能准确测量子午线，技术误差几乎不可能!中轴线和子午线为什么逆时针偏移了2度十几分之多?为了搞清这个问题，夔中羽还特意研究起了北京建城史。北京内城西城墙和东城墙均是在元大都土城基础上，包砌城砖筑成。东、西两城墙均不是正南正北，均与北京中轴线平行。因此可以判定，北京中轴线偏离子午线是元朝建元大都时形成。北京现有的中轴线是沿用元大都时的中轴线。明朝将城南移，但中轴线方向未动;清沿用明城，中轴线也未改动。至今已有700多年历史。
正如我们前面所说，担任元大都“监筑”之职的是忽必烈的重臣刘秉忠。一般认为，元代中轴线是由刘秉忠和他的学生郭守敬二人主持兴建的，二人皆为河北邢台人。大都从1267年开始修建，到1285年完成，总共用了18年时间。一个很自然的想法是，中轴线偏离子午线，是否因为700多年前测量技术水平不高，将子午线测偏了?
夔中羽说，这不可能。如果你没听说过刘秉忠，你至少该听说过郭守敬，他们可都是当时第一流的天文、数学和大地测量家。早在中国唐代，就有著名学者一行大师，为测量纬线长度而在河南很准确地测量了4个点的子午线。在河南考古复原的宋代皇城里，笔直的中轴线完全符合子午线。而同样由刘秉忠主持修建的元上都，完全符合正南正北走向。元上都建成后，大都晚了好几年才开始修建，还是由刘秉忠监筑，却将大都的中轴线测算偏离了子午线2度多，这是绝对不可能的。而天文学家认为，地轴在短短700多年时间不会有2度的变化。
网站观点：在建元大都前的堪舆工作中，很可能按当时皇帝忽必烈的意愿，为体现上都——大都的两都统一，而采用上都——大都连线作为大都中轴线的基准线。