Gyrotheodolites là một cách cũ hơn, nhưng chính xác để tìm thấy phía bắc thực sự . Chúng có thể được sử dụng trên bề mặt Trái đất, nhưng ngày nay chúng có xu hướng được sử dụng để khảo sát dưới lòng đất, trong các ứng dụng đào hầm và khai thác mỏ. Các phương pháp khảo sát GPS đang thay thế các phương pháp gyrotheodolite cho ứng dụng này trên bề mặt Trái đất.
Gyrotheodolites là "dụng cụ khảo sát bao gồm một con quay hồi chuyển gắn với máy kinh vĩ". Có nhiều thông tin về gyrotheodolites ở đây .
Khi được sử dụng dưới lòng đất, chúng là cách tốt nhất để thiết lập các điểm tham chiếu khảo sát ban đầu dưới lòng đất. Tùy thuộc vào sự mở rộng của cơ sở hạ tầng ngầm, đôi khi, gyrotheodolites được sử dụng để kiểm tra khảo sát các điểm tham chiếu ngầm. Sau khi các điểm tham chiếu ban đầu đã được thiết lập máy kinh vĩ thông thường hoặc tổng số trạm được sử dụng dưới lòng đất.
Đối với cơ sở hạ tầng ngầm chỉ có thể được truy cập bằng các trục dọc, chúng là cách tốt nhất để thiết lập các điểm tham chiếu khảo sát dưới lòng đất. Một cách khác là thả hai đường bob thẳng đứng xuống trục và lấy tọa độ bên của các đường bob thẳng đứng trên bề mặt từ các trạm khảo sát bề mặt đã biết. Rời khỏi các đường bob thẳng đứng mà các nhà khảo sát chưa chạm tới sẽ đi xuống lòng đất bằng một trục khác và khảo sát hai đường bob thẳng đứng từ dưới lòng đất và sau đó khảo sát xem đâu sẽ là điểm tham chiếu cho tầng đó. Sau khi thực hiện hiệu chỉnh độ lắc của các đường bob thẳng đứng, tọa độ bên cho điểm tham chiếu ngầm có thể được tính toán với độ chính xác tốt. Một khi điều đó được thực hiện khi biết hướng bắc, ngầm, sẽ trở thành có thể.
Đường hầm nối với bề mặt Trái đất thông qua một lối đi vào , hoặc cổng thông tin tương tự, và là ngang hoặc tiểu ngang có thể được khảo sát sử dụng kinh vĩ theodolite thông thường hoặc tổng đài, với các điểm tham chiếu đầu tiên lấy trực tiếp từ bề mặt qua đường ngắm.
Một hạn chế của gyrotheodolites là chúng không thể được sử dụng ở cả Bắc và Nam Cực "trong đó trục Trái đất vuông góc với trục ngang của spinner và kinh tuyến không xác định". Bởi vì gyrotheodolites này có xu hướng không được sử dụng trong vòng 15 độ của một trong hai cực.
Để khảo sát trên thiết bị khảo sát GPS bề mặt Trái đất có thể được sử dụng như hệ thống GNSS do Trimble cung cấp (không phải quảng cáo, chỉ sử dụng nó làm ví dụ).