标度因数是评价光纤陀螺动态性能优劣的一个重要指标, 其误差直接影响光纤陀螺的精度和稳定性。由于热胀冷缩效应陀螺光纤敏感线圈面积与温度呈正相关, 因此提出利用光源的温度特性对陀螺标度因数误差进行线性补偿的方法, 使得后续光纤敏感线圈的温度补偿效果最佳。实验结果表明: 在100 ℃变化范围(﹣40~+60 ℃)内, 使用该方法后, 陀螺标度因数误差由1100ppm减小到620ppm, 大大提高了光纤陀螺标度因数的温度稳定性(光纤敏感线圈温度补偿前)。

自20世纪70年代以来，伴随着光通信领域中光纤、光源和相位调制器等光学器件的逐渐应用和走向成熟，具有独特优势的基于Sagnac效应的干涉式光纤陀螺（IFOG）技术得到了迅速发展。40多年来，该技术从实验室走向了陆海空天等各个领域。回顾了IFOG技术的发展过程。首先，介绍了自Sagnac效应发现至实用化期间IFOG技术的探索历程。然后，阐述了IFOG经典的最小互易光学结构与信号处理方案。接着，梳理了IFOG技术在高精度、小型化和环境适应性等方面的研究现状。最后，分析了该技术发展、应用的趋势和方向。

提出了一种使用固定频率窄线宽激光器作为干涉光源的闭环谐振式光纤陀螺系统。该系统利用相位调制器对干涉光进行移频控制,完成对谐振腔逆时针方向谐振频率的跟踪和锁定。建立了陀螺系统Simulink模型并仿真研究了不同速率点下的陀螺输出特性,结果表明,±200(°)/s速率范围内逆时针谐振频率锁定时间小于15ms,陀螺标度因数非线性为2.41×10-4。与采用传统频率可调谐窄线宽激光器的闭环谐振式光纤陀螺系统相比,两者锁频时间和标度因数非线性基本一致。该研究为低成本闭环谐振式光纤陀螺系统的实现提供了理论和数据支撑。

半球谐振陀螺(HRG)幅度控制环路用于陀螺的振动激发和振动幅度维持，工作于力反馈模式的半球谐振陀螺，其标度因数与陀螺振动幅度成正比。该文对半球陀螺力反馈模式工作原理进行了理论推导，然后分析了传统幅度控制方式受外界温度变化、电子元器件老化等原因影响，将会导致半球陀螺标度因数发生变化，最后提出了半球陀螺幅度控制的优化方法,在实现相同标度因数稳定性的的情况下，大幅降低电路实现难度。

针对城市隧道、偏远山区等复杂路况下, 卫星导航系统信号被遮挡较严重或无卫星导航系统信号的场景中, 车载GNSS/INS组合导航系统精度下降的问题, 提出一种里程计辅助的高精度车载GNSS/INS组合导航方法。该方法中的组合滤波模式可根据载车环境变化在GNSS/INS组合模式和DR/INS组合模式间实现自适应切换, 该组合导航方法将三维里程计航位推算位置误差作为状态量扩充到常规组合导航滤波器中, 里程计的标度因数误差、安装角误差可通过里程计误差标定方法离线精确得到, 后续使用只需将里程计误差参数装订到组合导航系统中即可。车载试验表明, 7 km的信号遮挡场景下组合导航系统单个方向上的位置误差最大值也不大于8 m, 整个跑车过程中位置误差在3 m以内, 进一步保证了车载GNSS/INS组合导航系统复杂路况下的高精度定位。

分析了宽谱光源的平均波长对标度因数的影响,初步建立了开环光纤陀螺和闭环光纤陀螺标度因数的系统模型,详细讨论了平均波长和光纤陀螺第二闭环影响标度因数的机理,并进行了相关的实验,实验结果与理论分析结果吻合,验证了该系统模型的正确性。

激光器是谐振式光纤陀螺(RFOG)的重要组成部分, 其光学噪声严重地限制了RFOG的输出精度。通过建立激光器偏振特性的数学模型, 分析了激光器的偏振消光比、对轴误差和偏振本征态相位差对RFOG性能的影响, 并通过实验验证了模型的正确性。此外, 提出一种基于强度调制基频解调信号的方案, 以补偿RFOG中非理想偏振态的振幅波动。实验表明, 利用该方案可将非理想偏振态下振幅波动引起的陀螺输出波动减小12dB以上。