自由陀螺仪有两个特性：
1、陀螺轴在不受外力作用时，它的方向始终指向初始恒定方位，所谓定轴性 。2、陀螺轴在受外力作用时，将产生非常重要效应——“进动” ， 所谓进动性 。
没有任何外力作用，并具有三个自由度的陀螺仪叫做自由陀螺仪 。
文章插图
陀螺转子安置在内环上；内环又安置在外环上 。内环和外环保证了陀螺仪围绕在相互垂直的三个旋转轴的三个自由度：转子绕其对称轴X在内环中高速旋转；转子和内环一起绕水平轴Y在外环中旋转；陀螺仪转子和内外两环一起绕竖直轴z在其内旋转 。其中转子轴x叫做陀螺仪自转轴或主轴 ， 通常称为陀螺仪轴 。从轴端看，转子按逆时针方向旋转时，则该端为主轴的正端 。
内、外两环叫做万向结构 。所以y轴与z轴叫做方向结构轴 。陀螺仪主轴绕y轴旋转，改变其与水平面之间的夹角 ， 通常叫做高度的变化 。陀螺仪主轴绕z轴旋转，改变其与地物在平面内之相对位置，通常称为方位的变化 。三个轴的交点叫做陀螺仪的中心 。陀螺仪的灵敏部(包括转子和内外两环)的重心与陀螺仪中心点重合 。采用悬挂带悬挂陀螺转子组成一个摆，并且将这个摆内置在一个圆柱体中组成悬挂式陀螺仪，它可以架设到全站仪上 。
这个摆绕地球子午线摆动 ， 其摆动(叫进动)可以通过一个放在该摆上的小镜来观察 。并可在悬挂带无转矩的情况下 ， 通过慢慢旋转经纬仪进行跟踪它（跟踪方式） 。两个逆转点的进动可以通常过全站仪水平度盘读出并且可计算出进动中心即真北方向 。当经纬仪视准轴与进动中心一致时，仪器望远镜即照准真北方向 。
陀螺全站仪使用注意事项
1、对陀螺全站仪要轻拿轻放，避免猛烈冲击和震动 。
2、由于电压不同，请不要将三芯连接电缆接头（12V），接在GPx130R3下部的GPx130R3外接电源接头（6V）上 。三芯电缆只能用于连接逆变器和电池（BDC7） 。
3、由于电池的容量仅供（对连续测量）大约3小时使用，所以建议在同一测站上所有的测量工作都结束后再关闭电源（陀螺仪的启动耗电量很大） 。
4、测量完及时关闭机器 。
5、在打开和关闭GPx130R3之前，陀螺必须锁紧（若能按要有折断现象） 。
6、在从GPx130R3中取出 。
【全站仪陀螺定向仪操作教程 陀螺全站仪定向原理】 7、存放GPx130R3时，锁紧螺旋必须完全锁紧 ， 并在锁紧螺旋上罩上锁紧扣 。
8、在10℃～40℃温度下给电池充电 ， 温度越高，充电时间越长 。
9、充电时充电器变热是正常现象 。
10、不要用充电器连续为两块以上的电池充电 。
陀螺全站仪测量的方位角
陀螺仪轴与望远镜光同一竖直面中，所以假想的陀螺仪轴的稳定位置通常不与地理子午线重合，二者的夹角称为仪器常数，一般用△表示 。如果陀螺仪子午线位于地理子午线的东边，△为正;反之，则为负 。仪器常数△可以在已知方位角的精密导线边或三角网边上直接测出来 ， 如图a所示精密导线边 CD之地理方位角为Ao.若在 C 点安置陀螺全站仪 ， 通过陀螺运转和观测可求出CD边的陀螺方位角 αt,可按下式求出仪器常数: △ =Ao-αt 。
