В гироскопе с 2-мя степенями свободы внешняя рама закреплена или отсутствует (рис. 26).
Рис. 26 Кинематическая схема двухстепенного гироскопа
Двухстепенной гироскоп имеет одно важное свойство: он реагирует на угловую скорость вращения основания гироскопа вокруг оси чувствительности.
При вращении основания гироскопа с угловой скоростью ω; под действием гироскопического момента гироскоп начинает вращаться вместе с внутренней рамой с ускорением, чтобы совместить по кратчайшему расстоянию вектор угловой скорости вращения гиромотора Ω; с вектором угловой скорости вращающегося основания.