设计了一套高精度的速率偏频激光陀螺寻北仪样机。样机主要由90型速率偏频激光陀螺和高精度单轴一体化转台构成，采用东西向二位置寻北方案，通过滑动平均法处理采样数据，降低量化误差的影响。在地理纬度28.2°处进行寻北实验，结果表明,静基座条件下200 s寻北精度优于16″。

为满足高精度寻北的工程需求，针对激光陀螺内部腔体温度变化和锁区不稳定性等因素会使速率偏频激光陀螺标度因数发生缓慢变化的问题，提出了在线估计标定因数的方法，并研究了速率偏频激光陀螺寻北仪及其标度因数测量误差。首先，通过标度因数实验研究其变化规律；然后，仿真分析了激光陀螺标度因数测量误差对寻北精度的影响；最后，根据陀螺测量值周期重复变化规律，提出了一种在线一阶递推估计标度因数变化的算法，通过引入单轴转台的角度测量值，得到了标度因数的变化参数。仿真分析表明，该算法对速率偏频激光陀螺标度因数变化的估计误差优于1×10-6，由标度因数变化引起的寻北标准差减小至2″左右。寻北实验结果表明，该算法能够有效抑制标度因数变化引起的寻北误差，5 min寻北标准差达到24″，基本满足高精度寻北的需求。

对速率偏频激光陀螺导航系统在静基座条件下的初始对准方法进行了研究,提出了一种高精度静基座初始对准方案。该对准方法考虑并利用了速率偏频激光陀螺导航系统的结构特点,由加速度计的输出得到俯仰角和横滚角,基于四元数的理论思想得到航向角。根据实际情况仿真分析了几种主要的误差因素对对准精度的影响,并给出了相应的解决方法,仿真结果证实了该方法的可行性。

通过标定速率偏频激光陀螺(RBRLG)的安装误差角,实现了标度因数的高精度测量。根据速率偏频激光陀螺的结构特点,通过分析常规的标度因数测量方法,发现安装误差角直接决定了标度因数的测量精度,进而提出了一种安装误差角的标定方法。该方法将速率偏频激光陀螺倾斜约45°安装于位置转台上,分别测量其处于4种状态时激光陀螺的脉冲输出,通过运算即可得到激光陀螺的安装误差角,进而对标度因数的测量公式进行修正。实验结果表明,标定安装误差角后速率偏频激光陀螺标度因数的测量精度可优于10-7。

提高速率偏频激光陀螺静态角速率测量精度在其应用领域具有重要的作用。通过对速率偏频激光陀螺随机漂移数据进行分析处理,发现量化噪声对陀螺精度有较大的影响,进而提出了一种基于滑动平均的速率偏频激光陀螺静态角速率测量算法,并进行了理论分析及数值模拟。结果表明,通过合理的选择分组参数,该算法可以有效地降低量化噪声对速率偏频激光陀螺静态角速率测量精度的影响。实验结果也验证了该算法的有效性,可以应用于其它类似需要降低量化噪声的场合。

以激光陀螺输出拍频的理论公式为出发点, 分别从理论、仿真和实验三个方面分析了激光陀螺标度因数的正反转不对称性。标度因数的正反转不对称性对速率偏频激光陀螺的精度具有非常重要的影响, 分别从理论分析、数值模拟的角度比较详细地讨论了标度因数与转动方向的关系, 提出了一种在无须知道陀螺零偏和地球自转分量的情况下, 用于测量标度因数不对称性的实验方案, 通过实验得出某型激光陀螺转速绝对值为72°/s时, 标度因数正反转不对称性约为0.02×10-6。