在城市地铁工程、矿山开采以及江河隧道等许多地下工程建设中，确保隧道安全准确的贯通是一项十分重要的测量工作。然而由于地下工程特殊环境的种种限制，一些地面高精度的测量技术手段往往不能够在地下工程中实施。随着地下采掘工作面的不断延伸，隧洞的方向误差就会不断的累积，最终导致贯通不能顺利进行，甚至引发重大的工程事故。因此，在地下工程测量中，通常使用陀螺定向的方法对隧洞掘进方向的误差进行校正，以保证贯通工作的顺利进行。

传统的陀螺定向是利用悬挂带式陀螺经纬仪来进行的，即当隧道的采掘工作面达到一定的深度时，对控制采掘方向的地下导线边进行一次陀螺定向测量，以校正因误差累积而造成的采掘方向偏差。其工作原理是通过高速旋转的陀螺敏感地球角动量，进而测定地球上任意点处的真北方向，据此可以测量地下导线边的方位角。由于地球的旋转角动量是一定的，因此利用陀螺经纬仪测得的任意导线边的方位角也是等精度的，不存在误差累积。而这种陀螺经纬仪采用悬挂带将陀螺灵敏部壳体悬挂起来，并通过逆转点法和中天法等方法进行寻北观测，测定真北方向，再利用经纬仪照准目标测定测线的方位角。在实际应用中，这种陀螺经纬仪存在故障率高、悬挂带易损坏、操作难度大和定向时间长等缺点。