针对光纤陀螺传统滤波方法降噪效果欠佳的问题，提出了一种基于递归最小二乘(RLS)自适应滤波的光纤陀螺实时降噪技术。根据RLS自适应滤波原理，基于现场可编程门阵列(FPGA)设计了一种新的实现RLS自适应滤波的交替存储乘累加流水线结构。实验结果表明，该结构能在较高频率下实现光纤陀螺输出信号的RLS自适应滤波实时降噪。相比较于传统的最小均方(LMS)自适应滤波，RLS自适应滤波有效降低了光纤陀螺输出信号中的噪声含量，陀螺精度提高约50%，相位延迟降低约30%。该研究对光纤陀螺的性能提升具有一定的实用价值。

针对数字闭环光纤陀螺中由串扰引起的死区问题，本文提出了一种新的在不同调制深度下消除串扰的多态调制方法。根据数字闭环光纤陀螺调制解调的原理，建立了调制序列与解调序列的相关函数，当该相关函数为零时，可以获得多态调制序列中φ_m与2π－φ_m的比例关系，从而获得了不同调制深度下消除串扰的多态调制方案。对不同调制深度下构造的多态调制方案进行实验测试，结果表明，本文提出的数字闭环光纤陀螺多态调制方案能消除由串扰引起的死区问题。

基于激光陀螺抖动机构谐振频率随温度等环境因素的变化会导致抖动偏频不稳定的现象, 研究了基于锁相环的激光陀螺抖动机构谐振频率跟踪技术。在对抖动机构和锁相环传递函数分析的基础上, 应用自动控制理论, 给出了锁相环频率跟踪精度、同步范围等性能指标与抖动控制参数的一般关系。结果表明, 增大锁相环开环增益能减小频率跟踪稳态误差, 同时将导致锁相环同步范围减小。采用低开环增益启动陀螺、再采用高开环增益跟踪抖动机构谐振频率, 能保证100 ms内自动跟踪陀螺谐振频率, 在-40 ℃ 到 70 ℃温度范围内抖动机构谐振频率跟踪精度优于0.015 Hz。

棱镜式环形谐振腔反射、折射点多。为了保证陀螺稳定工作，对棱镜各工作面的角度误差、塔差以及调腔提出了严格的要求。将子午面及弧矢面内棱镜的工作面角度误差、球面偏心等作为微扰项，修正光在棱镜表面反射和折射的传输矩阵。建立棱镜式环形谐振腔光束几何偏折损耗和光路空间非共面损耗的物理模型，利用修正后的传输矩阵分析了角度误差造成光束偏离设计位置的程度。设计了基于棱镜配套筛选、谐振腔损耗控制的调腔方法。实验证明，新调腔方法使环形谐振腔一次合格率由75%提高至90%以上。

根据反射镜式激光陀螺和全反射棱镜式激光陀螺的结构特性，研究了两种激光陀螺的背向散射特性。理论分析了折射率非均匀性与背向散射的函数关系；根据反射镜式激光陀螺多层高反射膜结构和全反射棱镜式激光陀螺棱镜的全反射特性，分别推导了两种激光陀螺的背向散射系数计算方法和公式，并通过数值仿真与实验结果的比较验证了该方法的正确性。研究结果表明影响激光陀螺锁区的主要因素是非均匀损耗，次要因素是折射率的非均匀性。

针对全反射棱镜式激光陀螺在稳频过程中相敏信号易受噪声干扰的现象，研究了全反射棱镜式激光陀螺自适应稳频技术。理论分析了全反射棱镜式激光陀螺的稳频特性，结合自适应噪声对消原理，建立了全反射棱镜式激光陀螺自适应稳频系统的数学模型。通过硬件电路设计，搭建了基于递归最小二乘算法的自适应稳频控制系统。分别对原有稳频技术与自适应稳频技术进行了实验测试，实验结果表明，自适应稳频能有效消除噪声对相敏信号的干扰，稳频精度提高了近一个数量级，陀螺精度相应提高了60%以上。此分析结果为提高全反射棱镜式激光陀螺的性能提供了重要参考。

针对全反射棱镜式激光陀螺在跳模前后性能下降的现象，系统地研究了全反射棱镜式激光陀螺稳频特性。在对小抖动调制下光强调谐特性和稳频伺服部件理论分析的基础上，建立了全反射棱镜式激光陀螺稳频系统数学模型。给出了稳频精度与加热器电压和环境温升的一般关系及最佳跳模门限的理论计算公式。分析结果表明，环境温升速率的增大和加热器电压的降低会导致稳频性能下降，最佳跳模门限随环境温度的升高而增大，在全温范围内固定跳模门限会导致跳模后稳频性能衰减。采用变增益Ⅱ型系统稳频与最佳跳模门限设置，可以有效消除在跳模前后陀螺性能下降的现象，陀螺精度相应提高了40%以上。此分析结果为提高全反射棱镜式激光陀螺的性能提供了重要参考。

针对全反射棱镜式激光陀螺在单纵模稳频条件下纵模调制信号存在盲区的现象，研究了全反射棱镜式激光陀螺双纵模稳频技术。理论分析了功率调谐曲线的特征，获得了双纵模条件下小抖动调制信号的幅度及相位特性，提出了双纵模稳频控制方案，通过软硬件电路设计，搭建了全反射棱镜式激光陀螺双纵模稳频控制系统。在定温和变温环境下，分别对单纵模稳频与双纵模稳频进行了实验测试。实验结果表明，与单纵模稳频控制方法相比，双纵模稳频技术在稳频精度上提高了60%，陀螺精度也得到了相应的提高。

激光陀螺设计时均采用光强控制系统和程长控制系统。依据控制系统理论，建立了棱镜式激光陀螺光强控制系统传递函数。用实验测试的方法建立了环形激光器在光强控制系统中的等效数学模型，通过理论分析和Matlab仿真，能够准确评估激光陀螺光强控制系统的性能，为系统设计提供了理论依据，提高了陀螺性能和调试效率。