陀螺全站仪是矿井、隧道等工程定向的主要测量仪器,其定向精度在一定程度上决定了工程的质量。论文结合国内外对陀螺全站仪定向精度的研究,并通过大量的实验数据对GP3130R3陀螺全站仪定向精度、分格值、悬带零位、仪器常数以及逆转点法定向数据的处理模型进行了研究。并将研究成果应用于沈阳地铁的定向测量中,实测结果表明论文的方法相比于传统定向测量方法能有效提高陀螺仪定向精度。论文主要的研究成果有:1)提出分划板格值测定的新方法,并重新测定了分划板格值;2)分析了悬带零位改正的重要性和悬带零位漂移规律,改进了零位观测的记时法;3)建立了仪器常数随温度变化的改正模型,分析了外界温度变化对仪器常数的影响;4)分析RTK与陀螺仪定向精度以及两者组合定向的可行性;5)提出了减小逆转点法定向数据处理模型误差的方法。