本论文归纳总结了陀螺全站仪/经纬仪的发展历史、分类和国内外的研制状况。在分析了自由陀螺的两个基本特性和进动规律的基础上，研究了地球自转对摆式陀螺仪的作用及其主轴相对地球的运动轨迹，从而解释了陀螺仪寻北的基本原理。进一步明确了定向测量中的陀螺北方向、坐标北方向和真北方向的关系，总结了定向测量中的6种观测方法。比较了逆转点法和中天法两种定向方法的优缺点。 　　本论文通过实验研究了环境温度、振动、纬度和磁场对GP3130R3陀螺全站仪定向精度的影响。通过实验得出了这些因素对GP3130R3陀螺全站仪定向精度的影响规律和函数模型。在实际的定向作业中，根据外业环境加入各种改正，对定向的精度有显著的提高。通过实验测试了GP3130R3陀螺全站仪的稳定性。悬挂带弹性稳定性、动量矩稳定性和零位稳定性均符合规范要求。 　　本论文设计了针对GP3130R3陀螺全站仪的精度评定方案，结合玉龙校区的GPS静态控制网对其进行了内符合精度和外符合精度的分析，结果在其标称精度范围内。 　　本论文设计了数据处理软件，能及时检查定向数据是否符合限差要求，自动输出定向成果表，使内外业几乎同时间完成，提高了工作效率。