二自由度陀螺儀(只有乙個框架，使轉子自轉軸具有乙個轉動自由度)。
根據二自由度陀螺儀中所使用的反作用力矩的性質，可以把這種陀螺儀分成三種型別：
速率陀螺儀(它使用的反作力矩是彈性力矩)；
積分陀螺儀(它使用的反作用力矩是阻尼力矩)；
無約束陀螺(它僅有慣性反作用力矩)；
現在，除了機、電框架式陀螺儀以外，還出現了某些新型陀螺儀，如靜電式自由轉子陀螺儀，撓性陀螺儀，雷射陀螺儀等。
1、陀螺工作站的原理
高速旋轉的物體的旋轉軸，對於改變其方向的外力作用有趨向於鉛直方向的傾向。而且，旋轉物體在橫向傾斜時，重力會向增加傾斜的方向作用，而軸則向垂直方向運動，就產生了搖頭的運動（歲差運動）。當陀螺經緯儀的陀螺旋轉軸以水平軸旋轉時，由於地球的旋轉而受到鉛直方向旋轉力，陀螺的旋轉體向水平面內的子午線方向產生歲差運動。
當軸平行於子午線而靜止時可加以應用。
2、陀螺工作站的構造
陀螺經緯儀的陀螺裝置由陀螺部分和電源部分組成。此陀螺裝置與全站儀結合而成。陀螺本體在裝置內用絲線吊起使旋轉軸處於水平。
當陀螺旋轉時，由於地球的自轉，旋轉軸在水平面內以真北為中心產生緩慢的歲差運動。旋轉軸的方向由裝置外的目鏡可以進行觀測，陀螺指標的振動中心方向指向真北。利用陀螺經緯儀的真北測定方法有「追尾測定」和「時間測定」等。
追尾測定[反轉法]
利用全站儀的水平微動螺絲對陀螺經緯儀顯示歲差運動的刻度盤進行追尾。在震動方向反轉的點上（此時運動停止）讀取水平角。如此繼續測定之，求得其平均震動的中心角。
用此方法進行20分鐘的觀測可以求得+/-0。5分的真北方向。
時間測定[通過法]
用追尾測定觀測真北方向後，陀螺經緯儀指向了真北方向，其指標由於歲差運動而左右擺動。用全站儀的水平微動螺絲對指標的擺動進行追尾，當指標通過0點時反覆記錄水平角，可以提高時間測定的精度，並以+/-20秒的精度求得真北方向。
3、 陀螺全站儀的應用例項
3.1 隧道中心線測量
在隧道等挖掘工程中，坑內的中心線測量一般採用難以保證精度的長距離導線。特別是進行盾構挖掘（shield tunnel）的情況，從立坑的短基準中心線出發必須有很高的測角精度和移站精度，測量中還要經常進行地面和地下的對應檢查，以確保測量的精度。特別是在密集的城市地區，不可能進行過多的檢測作業而遇到困難。
如果使用陀螺經緯儀可以得到絕對高精度的方位基準，而且可減少耗費很高的檢測作業（檢查點最少），是一種效率很高的中心線測量方法。
3.2 通視障礙時的方向角獲取
當有通視障礙，不能從已知點取得方向角時，可以採用天文測量或陀螺經緯儀測量的方法獲取方向角（根據建設省測量規範）。與天文測量比較，陀螺經緯儀測量的方法有很多優越性：對天氣的依賴少、雲的多少無關、無須複雜的天文計算、在現場可以得到任意測線的方向角而容易計算閉合差。
3.3 日影計算所需的真北測定
在城市或近郊地區對高層建築有日照或日影條件的高度限制。在建築申請時，要附加日影圖。此日影圖是指，在冬至的真太陽時的8點到16點為基準，進行為了計算、圖面繪製所需要的高精度真北方向測定。
使用陀螺經緯儀測量可以獲得不受天氣、時間影響的真北測量。
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